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【趣味物理题】地球的密度

2021-10-14 20:48 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

郑涛(Tao Steven Zheng)著

【问题】

地球的质量为 %206%20%5Ctimes%20%7B10%7D%5E%7B24%7D 公斤(kg),其平均半径为6400公里(km)。计算地球的质量密度(mass density),单位为每立方厘米(g%2Fcm%5E3)。

【题解】

质量密度(mass density)是质量(mass)除以体积(volume)。

%5Crho%20%3D%20%5Cfrac%7BM%7D%7BV%7D

1 km = 1000 m

6400 km = 6400000 m

地球近似于一个球体,所以地球的体积是

V%20%3D%20%20%5Cfrac%7B4%5Cpi%7D%7B3%7D%5Ctimes%20(6400000)%5E3%20%3D%201.098%20%5Ctimes%20%7B10%7D%5E%7B21%7D%20%5C%3B%20m%5E3

所以地球的质量密度是

%5Crho%20%3D%20%5Cfrac%7B6%20%5Ctimes%20%7B10%7D%5E%7B24%7D%20%5C%3Bkg%7D%7B1.098%20%5Ctimes%20%7B10%7D%5E%7B21%7D%20%5C%3B%20m%5E3%7D%20%3D%205464%20%5C%3B%20kg%2Fm%5E3

将密度换算为克每立方厘米。

%5Cleft(%5Cfrac%7B5464%20kg%7D%7Bm%5E3%7D%20%5Cright)%5Cleft(%5Cfrac%7B1000g%7D%7B1kg%7D%20%5Cright)%5Cleft(%5Cfrac%7B1m%5E3%7D%7B10%5E6%20cm%5E3%7D%20%5Cright)%20%3D%205.464%20%5C%3B%20g%2Fcm%5E3


根据我们的计算,地球的质量密度与下地幔(lower mantle)的质量密度差不多。这是有道理的,因为下地幔是地球最厚的部分!

 

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