Qualsiasi materia è composta di atomi e molecole muoversi con una certa quantità di energia. Essi sono tenuti insieme dalla forza di gravità e l'energia con cui si muovono determina lo stato del materiale. Aggiungere energia (diciamo sotto forma di calore) in un solido come il ghiaccio e si finisce con una pozza d'acqua o una nuvola di vapore. Il peso di un oggetto è determinato dalla massa creata da queste molecole e non cambia come il nostro cubo di ghiaccio si scioglie e diventa vapore. Che cosa cambia, tuttavia, è la sua densità---la massa per area che occupa.
Identificazione
Il problema della densità della terra è un abbastanza complesso se sta valutando. Il mantello terrestre è coperto da due tipi di crosta: continentale (circa 2,7 3,0 grammi per centimetro cubico) e oceanico (3.0 a 3,3 g per cm cubico). Il mantello oceanico è più denso di crosta continentale a causa della maggiore massa d'acqua dell'aria. Il nucleo interno solido (12,6 a 13,0 g per cm cubico) e il nucleo esterno, fuso (9,9 a 12,2 g per cm cubico) differiscono anche nella densità. L'oceano, che copre i due terzi della superficie della terra, è composto da acqua, la sostanza utilizzata come standard di 1 g per cm cubico; ma la densità dell'acqua aumenta con la profondità. L'atmosfera, la coperta di 10.000 chilometri di profondità di aria che avvolge la terra, ha una densità media al livello del mare di.0012 g / cm cubi. La terra, ora sappiamo, ha una densità media di 5,52 g / cm cubi---5,52 volte la densità dell'acqua a livello del mare.
Significato
Il significato della densità della terra è cambiato con lo sviluppo della matematica e dell'astronomia da una questione di interesse accademico per un dispositivo di misurazione per indagare la struttura di altri corpi del sistema solare e oltre per determinarne la composizione e le origini.
Storia
Sir Isaac Newton ha preso i primi passi nel tentativo di calcolare la dimensione della terra nel 1687 come ha sviluppato la sua teoria dell'attrazione gravitazionale. Quasi un secolo più tardi, la Royal Society of England ha istituito un comitato per risolvere la questione della densità della terra e determinato la densità della terra per essere circa 4,5 volte la densità dell'acqua. Henry Cavendish, il chimico e fisico britannici ha scoperto idrogeno e correttamente determinato la composizione dell'aria, utilizzato attrazione gravitazionale tra due oggetti di massa volumica nota per proiettare la densità di un oggetto sconosciuto (terra) da sua interazione gravitazionale con uno degli oggetti. Sua stima di 5,48 volte la densità dell'acqua. Un altro secolo passato prima John Henry Poynting riassunto storico sperimentazione e pubblicato la sua "conclusiva" determinazione di 5.493 volte la densità dell'acqua in un saggio nel 1894.
Considerazioni
Ogni fisico che ha tentato di trovare la densità della terra lavorato due svantaggi. Uno, naturalmente, era i limiti della scienza del suo tempo. Il problema principale nel tentativo di determinare la densità della terra, naturalmente, è che si può semplicemente mettere la terra su una scala a vedere quanto pesa e poi dividerlo per il volume della terra.
Teorie/speculazione
Esperimenti di Cavendish sono oggi accettati come metodo di trovare la costante di gravitazione universale, un numero che deve essere utilizzato per determinare la massa relativa della terra. Dal XVII secolo in poi, gli esperimenti di scienziati hanno usato con un pendolo, apparato di filo a piombo e la montagna o la barra di torsione ed è venuto fuori con dire densità da 4.39 e 6,5 volte la densità dell'acqua.