「體重魔術」:人站在赤道和北極 哪個區域體重更大?

「體重魔術」：人站在赤道和北極 哪個區域體重更大？

當一個人分別站在赤道和北極，他在哪個區域的體重更大？

據國外媒體報導，作為一名「合格」家長是很難的，有時需要輔導孩子完成物理作業，同時家長們還必須表現得物理學知識豐富。然而，有時孩子們提出的問題會令家長們十分棘手，例如：當一個人分別站在赤道和北極，他在哪個區域的體重更大？

通常家長們很難立即給出答案，家長們心裡有自己的答案，但他們也想知道老師的答案結果，這兩個答案可能並不相同。事實上，這並不是一個很好的問題，有些模糊，以下是通過科學方式徹底分析解答這個問題。

人們所說的「重量」是什麼？

事實上有兩種關於「重量」的定義，首先，讓我們從最接近物理學概念進行了解，這也是從技術上最接近正確數值的。

重量：是物體和行星（通常這裡指的行星是地球）之間的引力量級，在地球表面，一個物體的重量大約是物體質量（m）和引力常數（g）的乘積，這裡的g是每千克9.8牛頓。

我們試著對其進行形式定義——只是為了完成任務，簡而言之，重量是重力。這是另一個可用于衡量體重的定義。

人造衛星數據顯示地球引力場的差異性，事實上，北極體重大於赤道體重並非「完美答案」，首先，地球不是一個標準的圓球體，其次，地球不具有均衡密度。

重量：當你站在體重秤上顯示的指數。

這兩個重量定義不是一樣的嗎？假設人們站在體重秤上存在的兩個可能，首先，一個人站在體重秤上，此時處於一顆非旋轉行星，這種情況下，人類是靜止的，而不是加速。意味著人們的全部作用力總和為零，有一個向下的引力作用，在體重秤上還會體現出一個向上的推力（體現為體重秤的刻度指數）。這兩種作用力必須有相同的大小才能將其總和成為零，這時體重秤作用力和人體體重數值才是相同，使用哪一種重量定義並不重要。

接下來，假設人們仍然站在體重秤上，但此時他處於赤道地區一座大樓第9層，他在第9層是非常重要的，人們讓電梯門關閉，之後按下電梯按鈕，向下抵達一樓。此時電梯很快就會加速下來，人體正在加速向下，這意味著向下引力必須大於體重秤上的向上推力，體重秤上的指數將低於引力。所以，在不同的環境下，依據哪個重量定義進行衡量是很重要的。

當你從赤道轉移至北極，體重秤會有什麼變化嗎？

明顯的變化是從赤道至北極地區人們所穿著的衣服，因為北極氣溫更寒冷，以及北極沒有陸地，僅有冰層覆蓋。此外，兩個地區還有另一個差別，在赤道，你可能繞著一個巨大的圓圈移動，因為地球繞著地軸自轉一周（理論上少於24小時），你如果你在北極，你可能是在一個半徑為零的圓上旋轉。

那麼，一個圓的運動與體重有什麼關係嗎？當你處於圓周運動時，你會加速——這是真的。回想一下你曾經開車繞圈子的時候，當你的車加速時，你一定會感覺身體朝向圓圈中心的推力。一個物體以恆定速度運動時，在一個圓圈上運動的確會產生加速度，這個加速度值指向圓中心，並且隨著速度的增大而增加，但是隨著圓圈半徑的增大而減小。

事實上，相同體重的兩個人分別位於赤道和北極，他們在體重秤上體現的重量數值是不一樣的，在赤道地區會產生一個加速度，通常體重會略輕一些。

當你在赤道地區時，你就像身處向下加速的電梯裡，引力應當大於實際的體重秤指數，從而使合力朝向地球中心，人們站在體重秤上指數會少一些，意味著人們站在赤道會體重輕一些，這可能是你要找到的答案。

兩個體重相同的人分別站在赤道和北極，他們體現的引力作用是完全相同的，但是北極地區的體重秤上顯示指數會更大。我猜測這個問題的「正確答案」是你的體重會在北極更重一些，我希望能夠正確地回答這個問題。

但是這並非是「完美答案」，我越思考這個問題，就越感覺答案的不準確性。我認為有兩個因素可能對該問題產生影響，首先，地球不是球形的，相反，它是一個扁球體，意味著地球赤道的周長大於兩極之間的周長，地球就像一個被輕微壓扁的球體。地球的非球面性質意味著引力場（真實的重量數值）在極地和赤道是不相同的。

其次第二個因素是地球不具有均衡密度，這意味著地球上不同位置的引力場是不相同的，當然這個變化差異很小，但是該差異仍然存在。如果你在山區，由於該區域密度大於地球普通密度，體重也會有所不同。（葉傾城）