Добре известно е, че Земята има формата на топка, сплескана при полюсите. Следователно, теглото на едно и също тяло (определено от силата на привличането) в различни части на планетата не е същото. Например, един възрастен човек, който се движи от високи географски ширини към екватора, "губи в тегло" около 0,5 кг. А каква е гравитацията на други планети в Слънчевата система?
Един от основателите на класическата механика, великият английски математик, физик и астроном Исак Нютон Като изучаваше движението на Луната около нашата планета, през 1666 г. той формулира Закона за световната координация. Според учения, това е силата на силата, която лежи в основата на движението на всички тела в пространството и на Земята, било то планети, които се въртят около звезди, или ябълка, падаща от клони. Според закона силата на привличане на две материални тела е пропорционална на произведението на техните маси и е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между телата.
Ако говорим за гравитацията на Земята и други планети или астрономически обекти, то от горното става ясно, че то е пропорционално на масата на обекта и обратно пропорционално на квадрата на неговия радиус. Преди да отидете на космическо пътуване, помислете гравитационни сили на нашата планета.
Няколко думи за физически термини. Теорията на класическата механика гласи, че гравитацията възниква от взаимодействието на тялото с космически обект. Силата, с която тялото действа върху опора или суспензия, се нарича телесно тегло. Единицата за измерване на това количество е Нютон (H). Тежестта във физиката се обозначава, като сила, с буквата F и се изчислява по формулата F = mg, където коефициентът g е ускорението на гравитацията (на повърхността на нашата планета, g = 9.81 m / s 2 ).
Масата се разбира като основен физически параметър, който определя количеството материя, съдържаща се в тялото и неговите инертни свойства. Традиционно се измерва в килограми. Телесното тегло е постоянно във всеки ъгъл на нашата планета и дори в Слънчевата система.
Ако Земята имаше строга сферична форма, теглото на даден обект на различни географски ширини на земната повърхност на морското равнище би било непроменено. Но нашата планета има формата на ротационен елипсоид, а полярният радиус е 22 km по-къс от екваториалния. Следователно, според Законът на света, телесното тегло на полюса ще бъде 1/190 повече, отколкото на екватора.
Въз основа на формулата силата на тежестта на други планети и астрономически тела е лесно да се изчисли, знаейки тяхната маса и радиус. Между другото, в основата на методите и методите за определяне на тези стойности е същият закон за света на Нютон и третият закон на Кеплер.
Масата на най-близкото космическо тяло, Луната, е 81 пъти, а радиусът е 3,7 пъти по-малък от съответните земни параметри. Така теглото на всяко тяло върху един естествен спътник на нашата планета ще бъде шест пъти по-малко, отколкото на Земята, докато ускорението на свободното падане ще има стойност от 1,6 m / s2.
На повърхността на нашето тяло (в близост до екватора), този параметър има стойност 274 m / s 2 - максималната стойност в Слънчевата система. Тук силата на гравитацията е 28 пъти по-голяма от тази на земята. Например, човек с тегло 80 kg има тегло около 800 N на Земята, 130 N на Луната и повече от 22 000 N на Слънцето.
През 2006 г. астрономите от света се съгласиха да приемат, че слънчевата система включва осем планети (Плутон класирани като джудже планети). Обикновено те се разделят на две категории:
Определянето на гравитацията на други планети се извършва по същия принцип като за луната.
Космическите обекти, принадлежащи към първата група, се намират в орбитата на астероидния пояс. Тези планети имат следната структура:
Някои астрономически параметри и гравитацията на други планети са обобщени в таблицата.
Радиусът на орбитата (милиони километри) | Радиус (хиляди км) | Маса (kg) | Ускорение БЕЗПЛАТНО g падане (m / s 2 ) | Тегло на космонавтите (N) | |
Меркурий | 57.9 | 2.4 | 3.3 × 10 23 | 3.7 | 260 |
Венера | 108,2 | 6.1 | 4.9 × 10 24 | 8.8 | 622 |
земя | 149,6 | 6.4 | 6 × 10 24 | 9.81 | 686 |
Марс | 227,9 | 3.4 | 6,4 × 10 23 | 3.86 | 270 |
Използвайки данните в таблицата, може да се определи, че силата на гравитацията на повърхността на Меркурий и Марс е 2,6 пъти по-малка, отколкото на Земята, а на Венера теглото на космонавта ще бъде по-малко от това на Земята с 1/10.
Гигантски планети или външни планети се намират извън орбитата на главния астероиден пояс. В основата на всяко от тези тела има каменна сърцевина с малки размери, покрита с огромна газообразна маса, състояща се главно от амоняк, метан и водород. Гигантите имат малки периоди на въртене около оста си (от 9 до 17 часа), а при определяне на гравитационните параметри е необходимо да се вземе предвид действието на центробежните сили.
Телесното тегло на Юпитер и Нептун ще бъде повече, отколкото на Земята, но на други планети гравитацията е малко по-малка от земната. Тези обекти нямат твърда или течна повърхност, затова се правят изчисления за границата на горния облачен слой (виж таблицата).
Радиусът на орбитата (милиони километри) | Радиус (хиляди км) | Маса (kg) | Ускорение БЕЗПЛАТНО g падане (m / s 2 ) | Тегло на космонавтите (N) | |
Юпитер | 778 | 71 | 1.9 × 10 27 | 23.95 | 1677 |
Сатурн | 1429 | 60 | 5.7 × 10 26 | 10.44 | 730 |
Уран | 2871 | 26 | 8,7 × 10 25 | 8.86 | 620 |
Нептун | 4504 | 25 | 1,0 × 10 26 | 11.09 | 776 |
(Забележка: Сатурновите данни в много източници (цифрови и печатни) са много противоречиви).
В заключение, някои любопитни факти, които дават визуално представяне на това, което гравитацията на други планети. Единственото небесно тяло, посетено от представители на човечеството, е Луната. Според спомените на американския астронавт Нийл Армстронг тежкият защитен скафандър не е попречил на него и колегите му лесно да скачат на височина два метра - от повърхността до третата стъпка на стълбата на лунния модул. На нашата планета същото усилие доведе само до скок от 30-35 cm.
Около слънцето са нарисувани още няколко джуджета. Масата на една от най-големите - Церера - е 7.5 хиляди пъти по-малка, а радиусът е двадесет пъти по-малък от земния. Гравитацията върху нея е толкова слаба, че астронавтът лесно можеше да премести теглото си от около 2 тона и да отблъсне повърхността на „джуджето“, просто да отлети в космоса.