在赤道上,地球对物体的引力可以分解为两个分量:一个垂直于地面(即支持力),另一个沿着地面指向地心(即重力)。
由于地球自转,赤道上的物体实际上在做圆周运动,因此需要向心力来维持其轨道。这个向心力是由地球的引力提供的。根据牛顿的万有引力定律,地球对物体的引力F可以表示为:\\[ F = G \\frac{m_e m}{r^2} \\]其中,G是引力常数,\\( m_e \\)是地球的质量,\\( m \\)是物体的质量,\\( r \\)是物体到地球中心的距离。在赤道上,物体随地球自转做圆周运动的半径等于地球的半径\\( R \\),所以向心力\\( F_{centripetal} \\)可以表示为:\\[ F_{centripetal} = m \\omega^2 R \\]其中,\\( \\omega \\)是地球自转的角速度。因为向心力是由引力提供的,所以我们可以将引力表达式中的\\( F \\)替换为\\( F_{centripetal} \\),得到:\\[ m \\omega^2 R = G \\frac{m_e m}{R^2} \\]解这个方程可以得到赤道上物体的重力加速度\\( g \\):\\[ g = \\omega^2 R - \\frac{GM}{R^2} \\]其中,\\( M \\)是地球的质量,\\( R \\)是地球的半径。然后,物体所受的重力\\( W \\)可以通过物体的质量\\( m \\)和重力加速度\\( g \\)计算得出:\\[ W = m g \\]这就是赤道上物体的重力计算方法。