Warum wird die Erdbeschleunigung ggg so angegeben, als ob sie konstant wäre?

Zu zwei bedeutenden Zahlen gehört die Erdbeschleunigung$g=9.8\:\mathrm{m/s^2}$überall auf der Erde (auf Meereshöhe). Das heißt, wenn Sie z. B. mit einem Pendel messen$g$zu zwei sig figs erhalten Sie diesen Wert, egal wo Sie sich befinden. In gewissem Sinne ist dies die Genauigkeit, mit der die Erde durch eine einheitliche Materiekugel gut angenähert wird.

Der Mittelwert liegt näher bei$g=9.81\:\mathrm{m/s^2}$, die auch oft zitiert wird.

Die dritte und vierte Ziffer hängt davon ab, wo Sie sich genau auf der Erde befinden. Sie können jedoch vorhergesagt werden, indem angenommen wird, dass die Erde eher ein "Ellipsoid" als eine Kugel ist: Die Rotation der Erde bewirkt, dass sie sich am Äquator nach außen wölbt (da Punkte mit größerem Abstand von der Rotationsachse eine größere Zentripetalbeschleunigung erfahren). . Ein Ellipsoid kann eher mit zwei Radien als mit einem charakterisiert werden: dem Abstand von den Polen zum Mittelpunkt und dem Abstand vom Äquator zum Mittelpunkt.

Die fünfte und höhere Ziffern variieren auf kompliziertere Weise. Das (öffentliche) Bild unten zeigt den Unterschied zwischen der tatsächlichen Gravitationsbeschleunigung an der Oberfläche - Sie können erkennen, dass sie an der Oberfläche liegt, da beispielsweise die Anden so rot sind - und der eines idealen Referenzellipsoids. Diese geringfügigen Schwankungen sind teilweise auf die Schwankungen in der Dichte unter der Erdoberfläche zurückzuführen; dh wenn der Boden unter Ihnen viel Blei enthält, wird seine Masse und damit die Anziehungskraft anders sein, als wenn er viel Wasser enthält. Das Messen dieser „Gravitationsanomalien“ ist eine der Möglichkeiten, wie Menschen gute Orte für die Suche nach Öl, Gold usw.

Quelle http://earthobservatory.nasa.gov/Features/GRACE/page3.php

Genau genommen,$g$(genauer gesagt$g_0$oder$g_n$) ist eine Konstante. Es sind genau 9,80665 m/s$^2$, per Definition. Es gibt viele Stellen in Wissenschaft und Technik, wo es sehr nützlich ist, eine exakt (wenn auch willkürlich) definierte Konstante für die Gravitation auf der Erdoberfläche zu haben. Allerdings variiert die Gravitation auf der Erdoberfläche von etwa 9,78${\text{m}/\text{s}}^2$auf einem Berg nahe dem Äquator auf etwa 9,83${\text{m}/\text{s}}^2$in der Nähe des Nordpols. Diese Variation ist im einführenden Physikunterricht nicht sehr wichtig.

Indem Sie sich auf diese Variation konzentrieren, verpassen Sie eine wichtige Lektion. Betrachten Sie als Analogie den Biologen, der nur eine bestimmte zehnfleckige Käferart untersucht, die nur auf der Nordseite bestimmter Baumarten leben, die nur an Südhängen in einem bestimmten Waldtyp leben. Eines Tages sieht dieser Biologe Käfer, die in Scharen einen Wald verlassen. "Sind das meine Käfer?" er fragt sich. Er konzentriert sich darauf, die Flecken auf dem Rücken der Käfer zu zählen, und übersieht dabei den Grund, warum die Käfer aus dem Baum strömten: Der Wald brannte.