Je dobře známo, že Země má tvar míče, zploštělé na pólech. Proto váha stejného těla (určená sílou přitažlivosti) v různých částech planety není stejná. Například dospělá osoba, která se pohybuje od vysokých zeměpisných šířky po rovník, "ztrácí váhu" asi o 0,5 kg. A jaká je gravitace na jiných planetách sluneční soustavy?
Jeden ze zakladatelů klasické mechaniky, velký anglický matematik, fyzik a astronom Isaac Newton studoval pohyb Měsíce kolem naší planety, v roce 1666 formuloval zákon o světové koordinaci. Podle vědce je to síla síly, která je základem pohybu všech těles v prostoru a na Zemi, ať už se jedná o planety, které se otáčejí kolem hvězd, nebo o jablko padající z větví. Podle zákona je síla přitažlivosti dvou hmotných těles proporcionální k produkci jejich hmotností a nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti mezi těly.
Pokud hovoříme o gravitaci na Zemi a dalších planetách nebo astronomických objektech, pak z výše uvedeného vyplývá, že je úměrná hmotě objektu a nepřímo úměrná čtverci jeho poloměru. Před cestou do vesmíru zvažte gravitační síly na naší planetě.
Několik slov o fyzikálních podmínkách. Teorie klasické mechaniky uvádí, že gravitace vznikají z interakce těla s vesmírným objektem. Síla, s níž toto tělo působí na opěrku nebo zavěšení, se nazývá tělesná hmotnost. Jednotkou měření tohoto množství je Newton (H). Hmotnost ve fyzice je označena jako síla písmenem F a vypočtená podle vzorce F = mg, kde koeficient g je zrychlení gravitace (na povrchu naší planety, g = 9,81 m / s 2 ).
Hmota je chápána jako základní fyzikální parametr, který určuje množství hmoty obsažené v těle a jeho inertní vlastnosti. Tradičně měřeno v kilogramech. Tělesná hmotnost je konstantní v každém rohu naší planety a dokonce i ve sluneční soustavě.
Pokud by Země měla přísný sférický tvar, váha určitého objektu v různých geografických zeměpisných šířkách zemského povrchu na hladině moře by se nezměnila. Ale naše planeta má tvar elipsoidu rotace a polární poloměr je o 22 km kratší než rovníkový. Proto, podle Zákon světa, tělesná hmotnost u tyče bude o 1/190 více než u rovníku.
Na základě vzorce gravitace na jiných planetách a astronomických tělech, lze snadno vypočítat, vědět jejich hmotnost a rádius. Mimochodem, základem metod a metod pro určování těchto hodnot je stejný Newtonův světový zákon a třetí zákon Keplera.
Hmotnost nejbližšího tělesa Měsíce je 81krát a poloměr je 3,7krát menší než odpovídající pozemní parametry. Tedy váha každého těla na jediném přirozeném satelitu naší planety bude šestkrát menší než na Zemi, zatímco zrychlení volného pádu bude mít hodnotu 1,6 m / s 2 .
Na povrchu našeho těla (blízko rovníku) má tento parametr hodnotu 274 m / s 2 - maximální v solárním systému. Zde je gravitační síla 28krát větší než síla země. Například osoba vážící 80 kg má váhu asi 800 N na Zemi, 130 N na Měsíci a více než 22 000 N na Slunci.
V roce 2006 se astronomové světa shodli na tom, že sluneční soustava zahrnuje osm planety (Pluto klasifikované jako trpasličí planety). Obvykle jsou rozděleny do dvou kategorií:
Stanovení gravitace na jiných planetách se provádí podle stejného principu jako pro měsíc.
Vesmírné objekty patřící k první skupině jsou umístěny uvnitř orbity pásu asteroidů. Tyto planety mají následující strukturu:
Některé astronomické parametry a gravitace na jiných planetách jsou shrnuty v tabulce.
Poloměr oběžné dráhy (milion km) | Poloměr (tis. Km) | Hmotnost (kg) | Zrychlení ZDARMA g pokles (m / s 2 ) | Kosmonaut Hmotnost (N) | |
Rtuť | 57.9 | 2.4 | 3.3 × 10 23 | 3.7 | 260 |
Venušině | 108.2 | 6.1 | 4,9 × 10 24 | 8,8 | 622 |
Země | 149,6 | 6.4 | 6 × 10 24 | 9,81 | 686 |
Mars | 227,9 | 3.4 | 6,4 × 10 23 | 3,86 | 270 |
Pomocí údajů v tabulce lze zjistit, že síla gravitace na povrchu Merkura a Marsu je 2,6 krát nižší než na Zemi a na Venuši bude hmotnost kosmonautu menší než na země o 1/10.
Obří planety nebo vnější planety jsou umístěny za oběžnou dráhou hlavního pásu asteroidů. Na základně každého z těchto těl je kamenné jádro malé velikosti, pokryté obrovskou plynnou hmotou sestávající převážně z amoniaku, methanu a vodíku. Obři mají kolem osy malé otáčky (od 9 do 17 hodin) a při určování gravitačních parametrů je třeba vzít v úvahu působení odstředivých sil.
Tělesná hmotnost na Jupiteru a Neptunu bude více než na Zemi, ale na jiných planetách je gravitace o něco menší než Země. Tyto objekty nemají pevný nebo tekutý povrch, proto se provádějí výpočty na hranici horní oblačnosti (viz tabulka).
Poloměr oběžné dráhy (milion km) | Poloměr (tis. Km) | Hmotnost (kg) | Zrychlení ZDARMA g pokles (m / s 2 ) | Kosmonaut Hmotnost (N) | |
Jupiter | 778 | 71 | 1,9 × 10 27 | 23,95 | 1677 |
Saturn | 1429 | 60 | 5,7 × 10 26 | 10,44 | 730 |
Uran | 2871 | 26 | 8,7 × 10 25 | 8,86 | 620 |
Neptun | 4504 | 25 | 1,0 × 10 26 | 11.09 | 776 |
(Poznámka: Data Saturnu v mnoha zdrojích (digitální a tištěná) jsou velmi rozporuplná.
Závěrem, některé zvědavé skutečnosti, které dávají vizuální představu o tom, co gravitace na jiných planetách. Jediné nebeské tělo, které navštívili zástupci lidstva, je Měsíc. Podle memoirů amerického astronautu Neila Armstronga těžké ochranné kosmetické předměty nezabránily jemu a jeho kolegům, aby snadno vyskočili na výšku dvou metrů - od povrchu až po třetí řadu rebríčku lunárního modulu. Na naší planetě to stejné úsilí vedlo jen k 30-35 cm skoku.
Několik dalších trpaslích planet je taženo kolem slunce. Hmotnost jednoho z největších - Ceres - je 7,5 tisíckrát menší a poloměr je dvacetkrát menší než pozemský. Gravitace na tom je tak slabá, že astronaut mohl snadno přesunout váhu asi 2 tuny a vytlačit povrch "trpaslíka", prostě by odletěl do vesmíru.