На екваторі або на полюсі Землі сила тяжіння, що діє на одну і ту ж гирю, більше? Де більше її вагу? Чому?
Вага тіла, що визначається, головним чином, діючої на нього силою земного тяжіння (силою гравітації), на екваторі через вплив відцентрової сили зменшується.
Так як вісь обертання Землі проходить через Північний і Південний полюси, в цих точках земної поверхні відцентрова сила дорівнює нулю і вага тіла обумовлений виключно силою тяжіння Землі.
Відцентрова сила на екваторі становить 1/300 частину сили тяжіння і направлена від центру Землі. Якщо вважати, що на полюсах і екваторі сила земного тяжіння однакова, то вага тіла на екваторі буде на 1/300 частину менше його ваги на полюсах
Прискорення вільного падіння обчислюється за формулою:
g = GM / R²
Так як екваторіальний радіус Землі більше полярного, внаслідок деякої "сплюснутости" земної кулі, то сила тяжіння і, відповідно, вага тіла
Р = F = mg на екваторі буде менше, ніж на полюсі приблизно на 1/300 або на 0,3%.
Таким чином, відцентрова сила і несферичних форма Землі дозволяють пояснити спостережувану різницю у вазі гирі на полюсі і на екваторі.
Вага кілограмової гирі на екваторі буде менше ваги тієї ж гирі на полюсі приблизно на 0,5%. Тобто ваги на полюсі покажуть 1 кг, а на екваторі 995 м
Виявити такі відмінності можна тільки за допомогою пружинних ваг, тому що на вагах важільних гирі теж стають відповідно важче.
Є ще один цікавий момент. Так як маса гир, виготовлених в будь-якій точці Землі, залишається однією і тією ж, то пружинні ваги і на екваторі, і на полюсі покажуть в реальності 1 кг.) Це відбувається тому, що ваги перед використанням градуируют. Тобто беруть еталонний зразок, скажімо, 1 кг, кладуть його на ваги і підлаштовують шкалу або стрілку вагів так, щоб вони показували точно на розподіл 1 кг. І пружинні ваги на екваторі вже враховують різницю в прискоренні вільного падіння і в відцентрової сили в порівнянні з "полярними" вагами.
Тому для виявлення відмінності у вазі гирі на полюсі і на екваторі ми повинні будемо зважити гирю масою 1 кг на "екваторіальних" вагах і на цих же вагах зважити ту ж гирю на полюсі. Тільки тоді ваги покажуть 1005 р
Відповідно, якщо ми візьмемо "полярні" ваги і приїдемо з ними на екватор, то їх показання будуть 995 м