Czym jest grawitacja na innych planetach?

Powszechnie wiadomo, że Ziemia ma kształt kuli, spłaszczonej na biegunach. Dlatego ciężar tego samego ciała (określony siłą przyciągania) w różnych częściach planety nie jest taki sam. Na przykład osoba dorosła, przemieszczająca się z wysokich szerokości geograficznych na równik, "traci na wadze" około 0,5 kg. A czym jest grawitacja na innych planetach Układu Słonecznego?

Teoria Sir Newtona

Jeden z ojców-założycieli mechaniki klasycznej, wielki angielski matematyk, fizyk i astronom Isaac Newton badając ruch księżyca wokół naszej planety, w 1666 roku sformułował Prawo Światowej Koordynacji. Według naukowca to siła siły leży u podstaw ruchu wszystkich ciał w przestrzeni i na Ziemi, niezależnie od tego, czy planety obracają się wokół gwiazd, czy też jabłko spadające z gałęzi. Zgodnie z Prawem siła przyciągania dwóch materialnych ciał jest proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ciałami.

Jeśli mówimy o grawitacji na Ziemi i innych planetach lub obiektach astronomicznych, to z powyższego staje się jasne, że jest proporcjonalna do masy obiektu i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu jego promienia. Zanim przejdziesz do podróży kosmicznych, rozważ siły grawitacyjne na naszej planecie.

Waga i waga

Kilka słów o terminach fizycznych. Teoria mechaniki klasycznej stwierdza, że ​​grawitacja powstaje z interakcji ciała z obiektem kosmicznym. Siła, z jaką ciało to działa na podporę lub zawieszenie nazywa się masą ciała. Jednostką miary tej wielkości jest Newton (H). Masa w fizyce jest oznaczona, podobnie jak siła, literą F i obliczana wzorem F = mg, gdzie współczynnik g jest przyspieszeniem grawitacji (na powierzchni naszej planety, g = 9,81 m / s ² ).

Masę rozumie się jako podstawowy parametr fizyczny, który określa ilość materii zawartej w ciele i jego właściwości obojętne. Tradycyjnie mierzony w kilogramach. Masa ciała jest stała w każdym zakątku naszej planety, a nawet w układzie słonecznym.

Gdyby Ziemia miała ściśle kulisty kształt, waga pewnego obiektu na różnych szerokościach geograficznych powierzchni Ziemi na poziomie morza pozostałaby niezmieniona. Ale nasza planeta ma kształt elipsoidy rotacji, a promień biegunowy jest o 22 km krótszy od równika. Dlatego według Prawo świata, masa ciała na maszcie będzie o 1/190 większa niż na równiku.

Na Księżycu i Słońcu

Na podstawie wzoru grawitacja na innych planetach i ciałach astronomicznych łatwo obliczyć, znając ich masę i promień. Nawiasem mówiąc, podstawą metod i metod określania tych wartości jest to samo prawo światowe Newtona i trzecie prawo Keplera.

Masa najbliższego ciała kosmicznego, Księżyca, wynosi 81 razy, a promień jest 3,7 razy mniejszy niż odpowiadające mu parametry ziemskie. Tak więc ciężar każdego ciała na pojedynczym naturalnym satelicie naszej planety będzie sześciokrotnie mniejszy niż na Ziemi, podczas gdy przyspieszenie swobodnego spadania będzie miało wartość 1,6 m / s ² .

Na powierzchni naszego ciała (w pobliżu równika) parametr ten ma wartość 274 m / s ² - maksimum w układzie słonecznym. Tutaj siła grawitacji jest 28 razy większa niż siła ziemi. Na przykład osoba ważąca 80 kg ma masę około 800 N na Ziemi, 130 N na Księżycu i ponad 22 000 N na Słońcu.

Grawitacja na innych planetach

W 2006 roku astronomowie świata zgodzili się założyć, że układ słoneczny obejmuje osiem planety (Pluton klasyfikowane jako planety karłowate). Konwencjonalnie są one podzielone na dwie kategorie:

• Grupa Ziemi (od Merkurego do Marsa).
• Giganci (od Jowisza do Neptuna).

Określanie grawitacji na innych planetach odbywa się według tej samej zasady, co w przypadku księżyca.

W centrum układu słonecznego

Obiekty kosmiczne należące do pierwszej grupy znajdują się wewnątrz orbity pasa planetoid. Te planety mają następującą strukturę:

• Centralny region to gorący i ciężki rdzeń złożony z żelaza i niklu.
• Płaszcz, z którego większość składa się z ultramaficznych skał magmowych.
• Kora zawierająca krzemiany (wyjątek - rtęć). Ze względu na wypuszczoną atmosferę górna warstwa jest mocno niszczona przez meteoryty.

Niektóre parametry astronomiczne i grawitację na innych planetach zestawiono w tabeli.

Korzystając z danych w tabeli, można stwierdzić, że siła grawitacji na powierzchni Merkurego i Marsa jest 2,6 razy mniejsza niż na Ziemi, a na Wenus waga kosmonauta będzie mniejsza niż masa Ziemi o 1/10.

Giganci i krasnoludki

Olbrzymie planety lub planety zewnętrzne znajdują się poza orbitą głównego pasa asteroid. U podstawy każdego z tych ciał znajduje się kamienny rdzeń o niewielkich rozmiarach, pokryty ogromną gazową masą składającą się głównie z amoniaku, metanu i wodoru. Giganci mają małe okresy obrotu wokół własnej osi (od 9 do 17 godzin), a przy określaniu parametrów grawitacyjnych należy wziąć pod uwagę działanie sił odśrodkowych.

Masa ciała na Jowiszu i Neptunie będzie większa niż na Ziemi, ale na innych planetach grawitacja jest nieco mniejsza niż na Ziemi. Obiekty te nie mają powierzchni stałej ani płynnej, dlatego obliczenia przeprowadza się dla granicy górnej warstwy chmury (patrz tabela).

(Uwaga: dane Saturna w wielu źródłach (cyfrowe i drukowane) są bardzo sprzeczne).

Podsumowując, kilka ciekawostek, które dają wizualną reprezentację grawitacji na innych planetach. Jedynym ciałem niebieskim, które odwiedzili przedstawiciele ludzkości, jest Księżyc. Według wspomnień amerykańskiego astronauty Neila Armstronga, ciężki ochronny skafander kosmiczny nie przeszkadzał mu i jego kolegom w łatwym wykonywaniu skoków na wysokość dwóch metrów - od powierzchni do trzeciego szczebla drabiny modułu księżycowego. Na naszej planecie ten sam wysiłek doprowadził jedynie do skoku o 30-35 cm.

Kilka innych planet karłowatych rozciąga się wokół Słońca. Masa jednej z największych - Ceres - jest 7,5 tysiąca razy mniejsza, a jej promień jest dwa tuziny mniejszy niż ziemski. Grawitacja na niej jest tak słaba, że ​​astronauta może z łatwością przesunąć ciężar o około 2 tony, a spychanie z powierzchni "karła" po prostu odleci w przestrzeń kosmiczną.