Làm sao để biết cân thiếu?

Có lần người nào đó đã nói đùa rằng, anh ta biết cách cân thiếu cho người mua mà không cần dối trá gì cả. Bí mật ở chỗ là mua hàng ở các nước thuộc vùng xích đạo, nhưng hàng lại bán ở những vùng các cực của Trái Đất. Đã từ lâu người ta biết gần xích đạo các vật cân nhẹ hơn ở vùng gần các cực; quả cân có khối lượng 1 kg mang từ xích đạo lên vùng cực nặng thêm được 5 G.

Tuy vậy cần sử dụng loại cân lò xo chứ không phải loại cân đòn, hơn nữa loại cân này phải được chế tạo (chuẩn độ) ở xích đạo, nếu không thì chẳng có lợi lộc gì: hàng nặng thêm bao nhiêu thì quả cân cũng nặng thêm bấy nhiêu. Nếu mua vàng ở Pêru và bán vàng ở Aixơlen chẳng hạn, thì chắc là có thể kiếm được lãi, — tất nhiên, nếu chuyên chở không tốn tiền.

Tác giả không nghĩ rằng việc buôn bán như thế đã có thể làm giàu cho ai đó, nhưng về thực chất thì người nói đùa trên kia là đúng: thật vậy, càng xa xích đạo, trọng lực càng tăng. Điều đó xáy ra là do khi Trái Đất quay, vật thể ở xích đạo vạch nên các đường tròn lớn nhất, và cũng vì lẽ Trái Đất như phồng lên ở xích đạo.

Nhưng phần chính trọng lượng hao hụt là do Trái Đất quay; ở gần xích đạo trọng lượng của vật giảm đi 1/290 lần so với trọng lượng của chính vật đó ở các cực.

Sự khác nhau về trọng lượng đối với các vật thể nhẹ mang từ vĩ độ này đến vĩ độ khác là không đáng kể. Nhưng đối với các tải trọng nặng thì sự khác nhau này có thể đạt đền một đại lượng rất lớn. Một thí dụ mà chắc bạn chẳng ngờ đến: chiếc đầu máy xe lửa ở Maxcơva nặng 60 T, khi đến Ackhanghenxcơ nặng thêm 60 kG, nhưng khi đến Ođetxa thì lại nhẹ bớt đi 60 kG. Trước đây, từ đảo Spitbecghen hàng năm người ta chở sang các cảng ở phía Nam gần đền 300000 T than. Nếu như số than này được chuyên chở sang một cảng nào đó ở xích đạo, thì ở đấy sẽ phát hiện số than thiếu hụt mất 1200 T (với điều kiện ở cả hai nơi đều dùng loại cân lò xo). Chiếc tàu thủy Linco ở Ackhanghenxcơ nặng 20 000 T khi đến vùng nước xích đạo nhẹ mất 80 T, nhưng điều đó khónhận thấy vì các vật thể khác cũng đều tương ứng nhẹ đi, kểcả nước trong đại dương[1].

Nếu như Trái Đất quay xung quanh trục của nó nhanh hơn(giả dụ, ngày đêm kéo dài không phải 24 tiếng, mà chỉ 4 tiếng chẳng hạn), thì sự khác nhau về trọng lượng của các vật thể ở xích đạo và & các cực càng rõ ràng hơn. Khi ngày đêm chỉcó 4 tiếng, quả cân cần & vùng cực nặng 1 kG, đến vùng xích đạo chỉ còn 875 G. Trên sao Thổ các điều kiện trọng lực cũng gần giống như thế: ở gần các cực của hành tinh này tất cả các vật thể nặng hơn 1 /6 so với ở xích đạo.

Vì gia tốc hướng tâm tăng theo tỷ lệ thuận với bình phương của vận tốc, do đó dễ dàng tính được khi quay với vận tốc nào thì gia tốc ở xích đạo sẽ trở nên lớn hơn 290 lần so với gia tốc rơi tự do. Đạt được điều đó là khi vận tốc hiện tại tăng lên 17 lần (172 ~ 290). Ở trạng thái như thế các vật thể không còn có áp lực lên chỗ tựa của mình nữa. Nói một cách khác, nếu như Trái Đất quay 17 lần nhanh hơn thì các vật thể ở xích đạo hoàn toàn không có trọng lượng! Trên sao Thổ, hiện tượng này xảy ra khi vận tốc quay tăng lên 2,5 lần lớn hơn vận tốc hiện nay.