Προβλήματα που θα αντιμετωπίσουν οι αποικιστές του Άρη. Παρουσίαση για τη φυσική με θέμα «έλξη σε άλλους πλανήτες» Ποιοι πλανήτες έχουν έλξη
Έργο ενημέρωσης
Η βαρύτητα σε άλλους πλανήτες
Όλα τα έμβια όντα στη γη αισθάνονται την έλξη του. Τα φυτά «αισθάνονται» επίσης τη δράση και την κατεύθυνση της βαρύτητας, γι' αυτό η κύρια ρίζα αναπτύσσεται πάντα προς τα κάτω, προς το κέντρο της γης και το στέλεχος αυξάνεται πάντα προς τα πάνω.
Η Γη και όλοι οι άλλοι πλανήτες που κινούνται γύρω από τον Ήλιο έλκονται από αυτήν και ο ένας από τον άλλον. Όχι μόνο η Γη έλκει σώματα προς τον εαυτό της, αλλά αυτά τα σώματα προσελκύουν επίσης τη Γη προς τον εαυτό τους. Ελκύουν το ένα το άλλο και όλα τα σώματα στη Γη. Για παράδειγμα, η έλξη από τη Σελήνη προκαλεί άμπωτες και ροές νερού στη Γη, τεράστιες μάζες των οποίων ανεβαίνουν στους ωκεανούς και τις θάλασσες δύο φορές την ημέρα σε ύψος αρκετών μέτρων. Ελκύουν το ένα το άλλο και όλα τα σώματα στη Γη. Επομένως, Η ΑΜΟΙΒΑΙΑ ΕΛΚΗΣΗ ΟΛΩΝ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΟΝΟΜΑΖΕΤΑΙ ΣΥΜΠΑΝΤΙΚΗ ΒΑΡΥΤΗΤΑ.
Πώς να προσδιορίσετε τη βαρύτητα; Από τι εξαρτάται η σημασία του;
Από το εγχειρίδιο φυσικής της 7ης τάξης μαθαίνουμε ότι για να προσδιορίσουμε τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί ένα σώμα οποιασδήποτε μάζας, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας με τη μάζα αυτού του σώματος.
,
όπου m είναι η μάζα του σώματος, g είναι η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης.
Ο τύπος δείχνει ότι η τιμή της βαρύτητας αυξάνεται με την αύξηση του σωματικού βάρους. Είναι επίσης σαφές ότι η δύναμη της βαρύτητας εξαρτάται επίσης από το μέγεθος της επιτάχυνσης της βαρύτητας. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να συμπεράνουμε: για ένα σώμα σταθερής μάζας, η τιμή της δύναμης της βαρύτητας αλλάζει με μια αλλαγή στην επιτάχυνση της βαρύτητας.
Έτσι, ενώ δεν έχουμε φύγει ακόμη από τη Γη, ας κάνουμε το εξής πείραμα: να κατέβουμε νοερά σε έναν από τους πόλους της γης και μετά να φανταστούμε ότι έχουμε μεταφερθεί στον ισημερινό. Αναρωτιέμαι αν έχει αλλάξει το βάρος μας;
Είναι γνωστό ότι το βάρος οποιουδήποτε σώματος καθορίζεται από τη δύναμη της έλξης (βαρύτητα). Είναι ευθέως ανάλογο με τη μάζα του πλανήτη και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της ακτίνας του (το μάθαμε για πρώτη φορά από ένα σχολικό εγχειρίδιο φυσικής). Κατά συνέπεια, αν η Γη μας ήταν αυστηρά σφαιρική, τότε το βάρος κάθε αντικειμένου που κινείται κατά μήκος της επιφάνειάς του θα παρέμενε αμετάβλητο.
Όμως η Γη δεν είναι μπάλα. Είναι πεπλατυσμένο στους πόλους και επιμήκεις κατά μήκος του ισημερινού.
μεγαλύτερο από το πολικό κατά 21 χλμ. Αποδεικνύεται ότι η δύναμη της βαρύτητας δρα στον ισημερινό σαν από μακριά. Γι' αυτό το βάρος του ίδιου σώματος σε διαφορετικά σημεία της Γης δεν είναι το ίδιο. Τα αντικείμενα πρέπει να είναι βαρύτερα στους πόλους της γης και ελαφρύτερα στον ισημερινό. Εδώ γίνονται 1/190 ελαφρύτερα από το βάρος τους στους πόλους. Φυσικά, αυτή η αλλαγή στο βάρος μπορεί να ανιχνευθεί μόνο χρησιμοποιώντας μια ζυγαριά ελατηρίου. Μια μικρή μείωση στο βάρος των αντικειμένων στον ισημερινό συμβαίνει επίσης λόγω της φυγόκεντρης δύναμης που προκύπτει από την περιστροφή της Γης. Έτσι, το βάρος ενός ενήλικα που φτάνει από μεγάλα πολικά γεωγραφικά πλάτη στον ισημερινό θα μειωθεί συνολικά κατά περίπου 5 N.
Τώρα είναι σκόπιμο να αναρωτηθούμε: πώς θα αλλάξει το βάρος ενός ατόμου που ταξιδεύει στους πλανήτες του ηλιακού συστήματος;
Ποιοι πλανήτες σχηματίζουν το ηλιακό σύστημα;
Ποιά είναι η διαφορά?
Το ηλιακό μας σύστημα είναι μόνο ένα μικρό μέρος του γαλαξία του Γαλαξία, ο οποίος περιέχει πάνω από 100 δισεκατομμύρια αστέρια. Το μεγαλύτερο μέρος του «κοσμικού οίκου» μας πέφτει στον Ήλιο - περίπου 99,8%. Οι πλανήτες έλαβαν το 0,13% της ύλης και τα υπόλοιπα σώματα του συστήματος έλαβαν το 0,0003% της μάζας.
Οι πλανήτες έχουν χωριστεί εδώ και καιρό από τους επιστήμονες σε δύο ομάδες. Ο πρώτος είναι οι επίγειοι πλανήτες: ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη, ο Άρης και πιο πρόσφατα ο Πλούτωνας. Χαρακτηρίζονται από σχετικά μικρά μεγέθη, μικρό αριθμό δορυφόρων και στερεά κατάσταση. Οι υπόλοιποι είναι ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός, ο Ποσειδώνας - γιγάντιοι πλανήτες που αποτελούνται από υδρογόνο και αέριο ήλιο. Όλοι κινούνται γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές, παρεκκλίνοντας από μια δεδομένη τροχιά, εάν ένας γειτονικός πλανήτης περάσει κοντά.
Η βαρύτητα σε διάφορους πλανήτες του ηλιακού συστήματος.
Ο «πρώτος μας διαστημικός σταθμός» είναι ο Άρης. Πόσο θα ζυγίζει ένα άτομο στον Άρη; Δεν είναι δύσκολο να γίνει ένας τέτοιος υπολογισμός. Για να γίνει αυτό, πρέπει να γνωρίζετε τη μάζα και την ακτίνα του Άρη.
Όπως είναι γνωστό, η μάζα του «κόκκινου πλανήτη» είναι 9,31 φορές μικρότερη από τη μάζα της Γης και η ακτίνα του είναι 1,88 φορές μικρότερη από την ακτίνα της υδρογείου. Επομένως, λόγω της δράσης του πρώτου παράγοντα, η βαρύτητα στην επιφάνεια του Άρη θα πρέπει να είναι 9,31 φορές μικρότερη και λόγω του δεύτερου, 3,53 φορές μεγαλύτερη από τη δική μας (1,88 * 1,88 = 3,53 ). Τελικά, αποτελεί λίγο περισσότερο από το 1/3 της βαρύτητας της Γης εκεί (3,53: 9,31 = 0,38). Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να προσδιορίσετε την πίεση της βαρύτητας σε οποιοδήποτε ουράνιο σώμα.
Τώρα ας συμφωνήσουμε ότι στη Γη ένας αστροναύτης-ταξιδιώτης ζυγίζει ακριβώς 70 κιλά. Στη συνέχεια, για άλλους πλανήτες λαμβάνουμε τις ακόλουθες τιμές βάρους (οι πλανήτες είναι διατεταγμένοι σε αύξουσα σειρά βάρους):
Πλούτωνας - 45 Β
Ερμής - 265 Β
Άρης - 265 Β
Κρόνος -627 Β
Αφροδίτη - 634 Β
Γη - 700 N
Ποσειδώνας - 796 N
Δίας – 1612 Β
Όπως μπορούμε να δούμε, η Γη καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση μεταξύ των γιγάντιων πλανητών όσον αφορά τη βαρύτητα. Σε δύο από αυτούς - τον Κρόνο και τον Ουρανό - η δύναμη της βαρύτητας είναι κάπως μικρότερη από ό,τι στη Γη, και στα άλλα δύο - τον Δία και τον Ποσειδώνα - είναι μεγαλύτερη. Είναι αλήθεια ότι για τον Δία και τον Κρόνο το βάρος δίνεται λαμβάνοντας υπόψη τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης (περιστρέφονται γρήγορα). Το τελευταίο μειώνει το σωματικό βάρος στον ισημερινό κατά αρκετά τοις εκατό.
Πρέπει να σημειωθεί ότι για τους γιγάντιους πλανήτες οι τιμές βάρους δίνονται στο επίπεδο του ανώτερου στρώματος νεφών και όχι στο επίπεδο της στερεάς επιφάνειας, όπως για τους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης ) και τον Πλούτωνα.
Στην επιφάνεια της Αφροδίτης, ένα άτομο θα είναι σχεδόν 10% ελαφρύτερο από ό,τι στη Γη. Αλλά στον Ερμή και τον Άρη η μείωση βάρους θα συμβεί κατά 2,6 φορές. Όσο για τον Πλούτωνα, ένα άτομο σε αυτόν θα είναι 2,5 φορές ελαφρύτερο από ό,τι στη Σελήνη ή 15,5 φορές ελαφρύτερο από ό,τι σε γήινες συνθήκες.
Αλλά στον Ήλιο, η βαρύτητα (έλξη) είναι 28 φορές ισχυρότερη από ό,τι στη Γη. Το ανθρώπινο σώμα θα ζύγιζε εκεί 20.000 N και θα συνθλίβονταν αμέσως από το ίδιο του το βάρος. Ωστόσο, πριν φτάσουν στον Ήλιο, όλα θα μετατρεπόταν σε καυτό αέριο. Τα μικροσκοπικά ουράνια σώματα όπως τα φεγγάρια του Άρη και οι αστεροειδείς είναι ένα άλλο θέμα. Σε πολλά από αυτά μπορείς εύκολα να θυμίσεις... σπουργίτι.
Ο πρώτος και μεγαλύτερος αστεροειδής, η Δήμητρα, ανακαλύφθηκε το 1801. Η ακτίνα του είναι περίπου 500 km και η μάζα του είναι περίπου 1,2 1021 kg (δηλαδή, 5000 φορές μικρότερη από αυτή της Γης). Είναι εύκολο να υπολογίσουμε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στη Δήμητρα είναι περίπου 32 φορές μικρότερη από ό,τι στη Γη! Το βάρος οποιουδήποτε σώματος αποδεικνύεται ότι είναι ισάριθμες φορές μικρότερο. Επομένως, ένας αστροναύτης που βρέθηκε στη Δήμητρα θα μπορούσε να σηκώσει ένα φορτίο βάρους 1,5 τόνων.
Ωστόσο, κανείς δεν έχει πάει ακόμα στη Ceres. Αλλά οι άνθρωποι έχουν ήδη πάει στη Σελήνη. Αυτό συνέβη για πρώτη φορά το καλοκαίρι του 1969, όταν το διαστημόπλοιο Apollo 11 παρέδωσε τρεις Αμερικανούς αστροναύτες στον φυσικό μας δορυφόρο: τον N. Armstrong, τον E. Aldrin και τον M. Collins. «Φυσικά», είπε αργότερα ο Άρμστρονγκ, «σε συνθήκες σεληνιακής βαρύτητας, θέλετε να πηδήξετε... Το υψηλότερο ύψος άλματος ήταν δύο μέτρα - ο Άλντριν πήδηξε στο τρίτο σκαλί των σκαλοπατιών της σεληνιακής καμπίνας. Οι πτώσεις δεν είχαν δυσάρεστες συνέπειες. Η ταχύτητα είναι τόσο χαμηλή που δεν υπάρχει λόγος να φοβόμαστε τραυματισμό». Η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στη Σελήνη είναι 6 φορές μικρότερη από τη Γη. Επομένως, όταν πηδά προς τα πάνω, ένα άτομο ανεβαίνει εκεί σε ύψος 6 φορές μεγαλύτερο από ό,τι στη Γη. Για να πηδήξετε 2 μέτρα στη Σελήνη, όπως έκανε ο Άλντριν, απαιτείται η ίδια δύναμη όπως στη Γη όταν πηδήξετε 33 εκατοστά.
Είναι ξεκάθαρο ότι ένα άτομο μπορεί να ταξιδέψει σε άλλους πλανήτες μόνο με μια ειδική σφραγισμένη διαστημική στολή εξοπλισμένη με συσκευές υποστήριξης ζωής. Το βάρος της διαστημικής στολής που φορούσαν οι Αμερικανοί αστροναύτες στη σεληνιακή επιφάνεια είναι περίπου ίσο με το βάρος ενός ενήλικα. Επομένως, οι τιμές που έχουμε δώσει για το βάρος ενός διαστημικού ταξιδιώτη σε άλλους πλανήτες πρέπει να διπλασιαστούν τουλάχιστον. Μόνο τότε θα λάβουμε τιμές βάρους κοντά στις πραγματικές.
Συμπέρασμα:
Εάν πρέπει να ταξιδέψουμε στο διάστημα μέσω των πλανητών του ηλιακού συστήματος, τότε πρέπει να είμαστε προετοιμασμένοι για το γεγονός ότι το βάρος μας θα αλλάξει. Αυτή η αλλαγή φαίνεται καθαρά στο διάγραμμα:
Λίστα χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας:
1. . Φυσική.7η τάξη.
και πόροι του Διαδικτύου:
2. http://www. *****/
3. http://www. *****/astronomy/48.html
4. http://www. edu. *****/russian/projects/socnav/prep/phis001/kin/kin5.html
5. http://ru. wikipedia. org/wiki/%D3%F1%EA%EE%F0%E5%ED%E8%E5_%F1%E2%EE%E1%EE%E4%ED%EE%E3%EE_%EF%E0%E4%E5 %ED%E8%FF
« Φυσική - 10η τάξη"
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της βαρύτητας και της βαρυτικής δύναμης;
Τι επηρεάζει την αξία της βαρύτητας;
Η δύναμη της βαρύτητας προκύπτει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ενός σώματος με τη Γη, λαμβάνοντας υπόψη την καθημερινή περιστροφή της Γης.
Ας εξηγήσουμε πώς η καθημερινή περιστροφή της Γης επηρεάζει την τιμή της βαρύτητας. Όπως γνωρίζουμε, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της με περίοδο 24 ωρών. Κατά συνέπεια, το πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη είναι μη αδρανειακό και ένα σώμα που βρίσκεται στη Γη βρίσκεται σε ένα μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς (Εικ. 3.4). Ως αποτέλεσμα, το σώμα επιδρά, εκτός από τη δύναμη της βαρύτητας, από μια φυγόκεντρη δύναμη αδράνειας ίση με rto2g και κατευθύνεται από το κέντρο του κύκλου κατά μήκος του οποίου περιστρέφεται το σώμα. Το αποτέλεσμα αυτών των δύο δυνάμεων θα είναι το δύναμη βαρύτητας, ίση με έλξη = m = έλξη + m cc.
Η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης δεν κατευθύνεται ακτινικά προς το κέντρο της Γης, αλλά κατευθύνεται, όπως βλέπουμε, υπό γωνία προς αυτή την ακτίνα. Η κεντρομόλος επιτάχυνση εξαρτάται από την ακτίνα του κύκλου κατά μήκος του οποίου κινείται το σώμα, επομένως η δύναμη της βαρύτητας και η επιτάχυνση της βαρύτητας εξαρτώνται από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής. Στον πόλο, η επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης είναι μέγιστη και ίση με 9,83 m/s 2 , και στον ισημερινό είναι ελάχιστη και ίση με 9,78 m / s 2 .
Ας εξετάσουμε την κίνηση ενός σώματος σε σχέση με ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς, για παράδειγμα ένα σύστημα που σχετίζεται με αστέρια (Εικ. 3.5).
Ας γράψουμε, σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, την εξίσωση κίνησης του σώματος m cs = ώθηση + , όπου είναι η κανονική δύναμη πίεσης. Σε κατάσταση ηρεμίας, η δύναμη της βαρύτητας είναι ίση σε μέγεθος με τη δύναμη της κανονικής πίεσης και κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, κορδόνι = -, έπεται ότι έλξη = έλξη + m cs. Η δύναμη της βαρύτητας εξαρτάται επίσης από το ύψος του σώματος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Αφού σύμφωνα με το νόμο της παγκόσμιας έλξης 
τότε μετά από μετασχηματισμούς μπορούμε να πάρουμε ότι η δύναμη της βαρύτητας που ασκείται σε ένα σώμα που βρίσκεται σε απόσταση h πάνω από την επιφάνεια της Γης είναι ίση με
Χρησιμοποιώντας τον πίνακα τιμών των μαζών και των ακτίνων των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος, υπολογίστε σε ποιον από τους πλανήτες η δύναμη της βαρύτητας διαφέρει περισσότερο από τη δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί σε ένα σώμα στη Γη. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρήστε ένα σώμα που βρίσκεται στον πόλο για να αποκλείσετε την επίδραση της περιστροφής του πλανήτη στην τιμή της βαρύτητας.
Στη Σελήνη και σε άλλους πλανήτες, η βαρύτητα είναι διαφορετική από τη βαρύτητα στη Γη, επειδή η δύναμη της βαρύτητας αλλάζει. Η δύναμη της βαρύτητας, όπως είδαμε, καθορίζεται από τη μάζα του πλανήτη και την ακτίνα του. Η μάζα και η ακτίνα της Σελήνης είναι μικρότερες από τη μάζα και την ακτίνα της Γης, επομένως η δύναμη της βαρύτητας στη Σελήνη είναι σημαντικά μικρότερη. Έτσι, μια βαρυτική δύναμη 1,7 N δρα σε ένα σώμα βάρους 1 kg στη Σελήνη.
Ας υπολογίσουμε τη δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί σε ένα σώμα μάζας 1 kg που βρίσκεται στην επιφάνεια της Αφροδίτης, παραβλέποντας την επίδραση της περιστροφής της Αφροδίτης γύρω από τον άξονά της. Αυτό μπορεί να γίνει επειδή η περίοδος περιστροφής της Αφροδίτης γύρω από τον άξονά της είναι σχεδόν 10 φορές μεγαλύτερη από την παρόμοια περίοδο περιστροφής της Γης. Η μάζα της Αφροδίτης είναι M B = 0,82 M 3 , ακτίνα R B = 0,95 R 3 .
Αντίστοιχα, η επιτάχυνση της βαρύτητας στην Αφροδίτη είναι ίση με g B = 0,91 g 3 ≈ 8,9 m/s 2 .
Έτσι, η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στην Αφροδίτη δεν διαφέρει σημαντικά από την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στη Γη.
Αν εξετάσουμε άλλους πλανήτες, για παράδειγμα τον Άρη, τότε η δύναμη της βαρύτητας στον Άρη είναι ήδη σημαντικά διαφορετική από τη δύναμη της βαρύτητας που ασκεί το ίδιο σώμα στη Γη. Η ακτίνα του Άρη είναι 0,53 της ακτίνας της Γης και η μάζα είναι 0,11
Ως εκ τούτου,
Έτσι, η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας στον Άρη είναι περίπου 3,8 m/s 2 .
Πηγή: «Φυσική - 10η τάξη», 2014, σχολικό βιβλίο Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky
Dynamics - Physics, εγχειρίδιο για τη 10η τάξη - Cool physics
Ας φανταστούμε ότι κάνουμε ένα ταξίδι στο ηλιακό σύστημα. Ποια είναι η βαρύτητα σε άλλους πλανήτες; Σε ποια θα είμαστε ελαφρύτεροι από τη Γη και σε ποια θα είμαστε πιο βαρείς;
Ενώ δεν έχουμε φύγει ακόμη από τη Γη, ας κάνουμε το εξής πείραμα: να κατέβουμε νοερά σε έναν από τους πόλους της Γης και μετά να φανταστούμε ότι έχουμε μεταφερθεί στον ισημερινό. Αναρωτιέμαι αν έχει αλλάξει το βάρος μας;
Είναι γνωστό ότι το βάρος οποιουδήποτε σώματος καθορίζεται από τη δύναμη της έλξης (βαρύτητα). Είναι ευθέως ανάλογο με τη μάζα του πλανήτη και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της ακτίνας του (το μάθαμε για πρώτη φορά από ένα σχολικό εγχειρίδιο φυσικής). Κατά συνέπεια, αν η Γη μας ήταν αυστηρά σφαιρική, τότε το βάρος κάθε αντικειμένου που κινείται κατά μήκος της επιφάνειάς του θα παρέμενε αμετάβλητο.
Όμως η Γη δεν είναι μπάλα. Είναι πεπλατυσμένο στους πόλους και επιμήκεις κατά μήκος του ισημερινού. Η ισημερινή ακτίνα της Γης είναι 21 km μεγαλύτερη από την πολική ακτίνα. Αποδεικνύεται ότι η δύναμη της βαρύτητας δρα στον ισημερινό σαν από μακριά. Γι' αυτό το βάρος του ίδιου σώματος σε διαφορετικά σημεία της Γης δεν είναι το ίδιο. Τα αντικείμενα πρέπει να είναι βαρύτερα στους πόλους της γης και ελαφρύτερα στον ισημερινό. Εδώ γίνονται 1/190 ελαφρύτερα από το βάρος τους στους πόλους. Φυσικά, αυτή η αλλαγή στο βάρος μπορεί να ανιχνευθεί μόνο χρησιμοποιώντας μια ζυγαριά ελατηρίου. Μια μικρή μείωση στο βάρος των αντικειμένων στον ισημερινό συμβαίνει επίσης λόγω της φυγόκεντρης δύναμης που προκύπτει από την περιστροφή της Γης. Έτσι, το βάρος ενός ενήλικα που φτάνει από μεγάλα πολικά γεωγραφικά πλάτη στον ισημερινό θα μειωθεί συνολικά κατά περίπου 0,5 κιλά.
Τώρα είναι σκόπιμο να αναρωτηθούμε: πώς θα αλλάξει το βάρος ενός ατόμου που ταξιδεύει στους πλανήτες του ηλιακού συστήματος;
Ο πρώτος μας διαστημικός σταθμός είναι ο Άρης. Πόσο θα ζυγίζει ένα άτομο στον Άρη; Δεν είναι δύσκολο να γίνει ένας τέτοιος υπολογισμός. Για να γίνει αυτό, πρέπει να γνωρίζετε τη μάζα και την ακτίνα του Άρη.
Όπως είναι γνωστό, η μάζα του «κόκκινου πλανήτη» είναι 9,31 φορές μικρότερη από τη μάζα της Γης και η ακτίνα του είναι 1,88 φορές μικρότερη από την ακτίνα της υδρογείου. Επομένως, λόγω της δράσης του πρώτου παράγοντα, η βαρύτητα στην επιφάνεια του Άρη θα πρέπει να είναι 9,31 φορές μικρότερη και λόγω του δεύτερου, 3,53 φορές μεγαλύτερη από τη δική μας (1,88 * 1,88 = 3,53 ). Τελικά, αποτελεί λίγο περισσότερο από το 1/3 της βαρύτητας της Γης εκεί (3,53: 9,31 = 0,38). Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να προσδιορίσετε την πίεση της βαρύτητας σε οποιοδήποτε ουράνιο σώμα.
Τώρα ας συμφωνήσουμε ότι στη Γη ένας αστροναύτης-ταξιδιώτης ζυγίζει ακριβώς 70 κιλά. Στη συνέχεια, για άλλους πλανήτες λαμβάνουμε τις ακόλουθες τιμές βάρους (οι πλανήτες είναι διατεταγμένοι σε αύξουσα σειρά βάρους):
Πλούτωνας 4,5 Ερμής 26,5 Άρης 26,5 Κρόνος 62,7 Ουρανός 63,4 Αφροδίτη 63,4 Γη 70,0 Ποσειδώνας 79,6 Δίας 161,2
Όπως μπορούμε να δούμε, η Γη καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση μεταξύ των γιγάντιων πλανητών όσον αφορά τη βαρύτητα. Σε δύο από αυτούς - τον Κρόνο και τον Ουρανό - η δύναμη της βαρύτητας είναι κάπως μικρότερη από ό,τι στη Γη, και στα άλλα δύο - τον Δία και τον Ποσειδώνα - είναι μεγαλύτερη. Είναι αλήθεια ότι για τον Δία και τον Κρόνο το βάρος δίνεται λαμβάνοντας υπόψη τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης (περιστρέφονται γρήγορα). Το τελευταίο μειώνει το σωματικό βάρος στον ισημερινό κατά αρκετά τοις εκατό.
Πρέπει να σημειωθεί ότι για τους γιγάντιους πλανήτες οι τιμές βάρους δίνονται στο επίπεδο του ανώτερου στρώματος νεφών και όχι στο επίπεδο της στερεάς επιφάνειας, όπως για τους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης ) και τον Πλούτωνα.
Στην επιφάνεια της Αφροδίτης, ένα άτομο θα είναι σχεδόν 10% ελαφρύτερο από ό,τι στη Γη. Αλλά στον Ερμή και τον Άρη η μείωση βάρους θα συμβεί κατά 2,6 φορές. Όσο για τον Πλούτωνα, ένα άτομο σε αυτόν θα είναι 2,5 φορές ελαφρύτερο από ό,τι στη Σελήνη ή 15,5 φορές ελαφρύτερο από ό,τι σε γήινες συνθήκες.
Αλλά στον Ήλιο, η βαρύτητα (έλξη) είναι 28 φορές ισχυρότερη από ό,τι στη Γη. Ένα ανθρώπινο σώμα θα ζύγιζε 2 τόνους εκεί και θα συνθλίβονταν αμέσως από το βάρος του. Ωστόσο, πριν φτάσουν στον Ήλιο, όλα θα μετατρεπόταν σε καυτό αέριο. Ένα άλλο πράγμα είναι τα μικροσκοπικά ουράνια σώματα όπως τα φεγγάρια του Άρη και οι αστεροειδείς. Σε πολλά από αυτά μπορείς εύκολα να θυμίσεις... σπουργίτι!
Είναι ξεκάθαρο ότι ένα άτομο μπορεί να ταξιδέψει σε άλλους πλανήτες μόνο με μια ειδική σφραγισμένη διαστημική στολή εξοπλισμένη με συσκευές υποστήριξης ζωής. Το βάρος της διαστημικής στολής που φορούσαν οι Αμερικανοί αστροναύτες στη σεληνιακή επιφάνεια είναι περίπου ίσο με το βάρος ενός ενήλικα. Επομένως, οι τιμές που έχουμε δώσει για το βάρος ενός διαστημικού ταξιδιώτη σε άλλους πλανήτες πρέπει να διπλασιαστούν τουλάχιστον. Μόνο τότε θα λάβουμε τιμές βάρους κοντά στις πραγματικές.
>>Φυσική: Η βαρύτητα σε άλλους πλανήτες
Πριν από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου, μόνο επτά πλανήτες ήταν γνωστοί: ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας, ο Κρόνος, η Γη και η Σελήνη. Ο αριθμός τους ταίριαζε σε πολλούς. Επομένως, όταν το βιβλίο του Γαλιλαίου «The Starry Messenger» κυκλοφόρησε το 1610, στο οποίο ανέφερε ότι με τη βοήθεια του «spotscope» του μπόρεσε να ανακαλύψει τέσσερα ακόμη ουράνια σώματα, «που δεν τα είχε δει κανείς από την αρχή του κόσμου. μέχρι σήμερα» (δορυφόροι Δίας), αυτό προκάλεσε αίσθηση. Οι υποστηρικτές του Γαλιλαίου χάρηκαν με τις νέες ανακαλύψεις, ενώ οι αντίπαλοί του κήρυξαν έναν ασυμβίβαστο πόλεμο στον επιστήμονα.
Ένα χρόνο αργότερα, δημοσιεύτηκε στη Βενετία το βιβλίο «Reflections on Astronomy, Optics and Physics», στο οποίο ο συγγραφέας υποστήριξε ότι ο Γαλιλαίος έκανε λάθος και ότι ο αριθμός των πλανητών πρέπει απαραίτητα να είναι επτά, αφού, πρώτον, η Παλαιά Διαθήκη αναφέρει ένα επτά διακλαδισμένο κηροπήγιο (που σημαίνει επτά πλανήτες), δεύτερον, υπάρχουν μόνο επτά τρύπες στο κεφάλι, τρίτον, υπάρχουν μόνο επτά μέταλλα και, τέταρτον, «οι δορυφόροι δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι και επομένως δεν μπορούν να επηρεάσουν τη Γη, επομένως , δεν χρειάζονται και επομένως δεν υπάρχουν».
Ωστόσο, τέτοια επιχειρήματα δεν μπορούσαν να σταματήσουν την ανάπτυξη της επιστήμης και τώρα γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι οι δορυφόροι του Δία υπάρχουν και ο αριθμός των πλανητών δεν είναι καθόλου επτά. Εννέα περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο μεγάλους πλανήτες(Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας και Πλούτωνας, εκ των οποίων μόνο οι δύο πρώτοι δεν έχουν δορυφόρους) και πάνω από τρεις χιλιάδες μικρούς πλανήτες που ονομάζονται αστεροειδείς.
Οι δορυφόροι περιφέρονται γύρω από τους πλανήτες τους υπό την επίδραση του βαρυτικού τους πεδίου. Η δύναμη της βαρύτητας στην επιφάνεια κάθε πλανήτη μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο φά t= mg, Οπου g=GM/R2- επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης στον πλανήτη. Αντικατάσταση της μάζας στην τελευταία φόρμουλα Μκαι ακτίνα Rδιαφορετικούς πλανήτες, μπορείτε να υπολογίσετε ποια είναι η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης σολσε καθένα από αυτά. Τα αποτελέσματα αυτών των υπολογισμών (με τη μορφή του λόγου της επιτάχυνσης της βαρύτητας σε έναν δεδομένο πλανήτη προς την επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης) δίνονται στον Πίνακα 7.
Πίνακας 7
Από αυτόν τον πίνακα φαίνεται ότι η μεγαλύτερη επιτάχυνση της βαρύτητας και, επομένως, η μεγαλύτερη δύναμη βαρύτητας βρίσκεται στον Δία. Είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα. η ακτίνα του είναι 11 φορές και η μάζα του είναι 318 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Η έλξη είναι πιο αδύναμη στον μακρινό Πλούτωνα. Αυτός ο πλανήτης είναι μικρότερος από τη Σελήνη: η ακτίνα του είναι μόνο 1150 km και η μάζα του είναι 500 φορές μικρότερη από αυτή της Γης!
Οι μικροί πλανήτες του ηλιακού συστήματος έχουν ακόμη μικρότερη μάζα. Το 98% αυτών των ουράνιων σωμάτων περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, σχηματίζοντας το λεγόμενο ζώνη αστεροειδών. Ο πρώτος και μεγαλύτερος αστεροειδής, η Δήμητρα, ανακαλύφθηκε το 1801. Η ακτίνα του είναι περίπου 500 km και η μάζα του είναι περίπου 1,2 1021 kg (δηλαδή, 5000 φορές μικρότερη από αυτή της Γης). Είναι εύκολο να υπολογίσουμε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στη Δήμητρα είναι περίπου 32 φορές μικρότερη από ό,τι στη Γη! Το βάρος οποιουδήποτε σώματος αποδεικνύεται ότι είναι ισάριθμες φορές μικρότερο. Επομένως, ένας αστροναύτης που βρέθηκε στη Δήμητρα μπορούσε να σηκώσει ένα φορτίο βάρους 1,5 τόνου (Εικ. 110).
Ωστόσο, κανείς δεν έχει πάει ακόμα στη Ceres. Αλλά οι άνθρωποι έχουν ήδη πάει στη Σελήνη. Αυτό συνέβη για πρώτη φορά το καλοκαίρι του 1969, όταν το διαστημόπλοιο Apollo 11 παρέδωσε τρεις Αμερικανούς αστροναύτες στον φυσικό μας δορυφόρο: τον N. Armstrong, τον E. Aldrin και τον M. Collins. «Φυσικά», είπε αργότερα ο Άρμστρονγκ, «σε συνθήκες σεληνιακής βαρύτητας, θέλετε να πηδήξετε... Το υψηλότερο ύψος άλματος ήταν δύο μέτρα - ο Άλντριν πήδηξε στο τρίτο σκαλί των σκαλοπατιών της σεληνιακής καμπίνας. Οι πτώσεις δεν είχαν δυσάρεστες συνέπειες. Η ταχύτητα είναι τόσο χαμηλή που δεν υπάρχει λόγος να φοβόμαστε τραυματισμό».
Η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στη Σελήνη είναι 6 φορές μικρότερη από τη Γη. Επομένως, όταν πηδά προς τα πάνω, ένα άτομο ανεβαίνει εκεί σε ύψος 6 φορές μεγαλύτερο από ό,τι στη Γη. Για να πηδήξετε 2 μέτρα στη Σελήνη, όπως έκανε ο Άλντριν, απαιτείται η ίδια δύναμη όπως στη Γη όταν πηδήξετε 33 εκατοστά.
Οι πρώτοι αστροναύτες ήταν στη Σελήνη για 21 ώρες και 36 λεπτά. Στις 21 Ιουλίου, εκτοξεύτηκαν από τη Σελήνη και στις 24 Ιουλίου, το Apollo 11 εκτοξεύτηκε στον Ειρηνικό Ωκεανό. Οι άνθρωποι έφυγαν από τη Σελήνη, αλλά πέντε μετάλλια με εικόνες πέντε νεκρών αστροναυτών παρέμειναν πάνω της. Αυτοί είναι οι Yu. A. Gagarin, V. M. Komarov, V. Grissom, E. White και R. Chaffee.
???
1. Καταγράψτε όλους τους μεγάλους πλανήτες που αποτελούν το Ηλιακό Σύστημα.
2. Ποια είναι τα ονόματα των μεγαλύτερων και των μικρότερων από αυτά;
3. Πόσες φορές το βάρος ενός ατόμου στον Δία υπερβαίνει το βάρος του ίδιου ατόμου στη Γη;
4. Πόσες φορές είναι μικρότερη η βαρύτητα στον Άρη από τη Γη;
5. Τι γνωρίζετε για τη Δήμητρα;
6. Γιατί οι αστροναύτες στη Σελήνη περπατούσαν περισσότερο σαν άλμα παρά με κανονικό περπάτημα;
Εάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα,
Πριν από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου, μόνο επτά πλανήτες ήταν γνωστοί: ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας, ο Κρόνος, η Γη και η Σελήνη. Ο αριθμός τους ταίριαζε σε πολλούς. Επομένως, όταν το βιβλίο του Γαλιλαίου «The Starry Messenger» κυκλοφόρησε το 1610, στο οποίο ανέφερε ότι με τη βοήθεια του «spotscope» του μπόρεσε να ανακαλύψει τέσσερα ακόμη ουράνια σώματα, «που δεν τα είχε δει κανείς από την αρχή του κόσμου. μέχρι σήμερα» (δορυφόροι Δίας), αυτό προκάλεσε αίσθηση. Οι υποστηρικτές του Γαλιλαίου χάρηκαν με τις νέες ανακαλύψεις, ενώ οι αντίπαλοί του κήρυξαν έναν ασυμβίβαστο πόλεμο στον επιστήμονα.
Ένα χρόνο αργότερα, δημοσιεύτηκε στη Βενετία το βιβλίο «Reflections on Astronomy, Optics and Physics», στο οποίο ο συγγραφέας υποστήριξε ότι ο Γαλιλαίος έκανε λάθος και ότι ο αριθμός των πλανητών πρέπει απαραίτητα να είναι επτά, αφού, πρώτον, η Παλαιά Διαθήκη αναφέρει ένα επτά διακλαδισμένο κηροπήγιο (που σημαίνει επτά πλανήτες), δεύτερον, υπάρχουν μόνο επτά τρύπες στο κεφάλι, τρίτον, υπάρχουν μόνο επτά μέταλλα και, τέταρτον, «οι δορυφόροι δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι και επομένως δεν μπορούν να επηρεάσουν τη Γη, επομένως , δεν χρειάζονται και επομένως δεν υπάρχουν».
Ωστόσο, τέτοια επιχειρήματα δεν μπορούσαν να σταματήσουν την ανάπτυξη της επιστήμης και τώρα γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι οι δορυφόροι του Δία υπάρχουν και ο αριθμός των πλανητών δεν είναι καθόλου επτά. Εννέα μεγάλοι πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας και Πλούτωνας, από τους οποίους μόνο οι δύο πρώτοι δεν έχουν δορυφόρους) και πάνω από τρεις χιλιάδες μικροί πλανήτες που ονομάζονται αστεροειδείς περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο.
Οι δορυφόροι περιφέρονται γύρω από τους πλανήτες τους υπό την επίδραση του βαρυτικού τους πεδίου. Η δύναμη της βαρύτητας στην επιφάνεια κάθε πλανήτη μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο F T = mg, όπου g = GM/R 2 είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας στον πλανήτη. Αντικαθιστώντας τη μάζα M και την ακτίνα R διαφορετικών πλανητών στον τελευταίο τύπο, μπορούμε να υπολογίσουμε ποια είναι η βαρυτική επιτάχυνση g σε καθέναν από αυτούς. Τα αποτελέσματα αυτών των υπολογισμών (με τη μορφή του λόγου της επιτάχυνσης της βαρύτητας σε έναν δεδομένο πλανήτη προς την επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης) δίνονται στον Πίνακα 7.
Από αυτόν τον πίνακα φαίνεται ότι η μεγαλύτερη επιτάχυνση της βαρύτητας και, επομένως, η μεγαλύτερη δύναμη βαρύτητας βρίσκεται στον Δία. Είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα. η ακτίνα του είναι 11 φορές και η μάζα του είναι 318 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Η έλξη είναι πιο αδύναμη στον μακρινό Πλούτωνα. Αυτός ο πλανήτης είναι μικρότερος από τη Σελήνη: η ακτίνα του είναι μόνο 1150 km και η μάζα του είναι 500 φορές μικρότερη από αυτή της Γης!
Οι μικροί πλανήτες του ηλιακού συστήματος έχουν ακόμη μικρότερη μάζα. Το 98% αυτών των ουράνιων σωμάτων περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, σχηματίζοντας τη λεγόμενη ζώνη αστεροειδών. Ο πρώτος και μεγαλύτερος αστεροειδής, η Δήμητρα, ανακαλύφθηκε το 1801. Η ακτίνα του είναι περίπου 500 km και η μάζα του είναι περίπου 1,2 * 10 21 kg (δηλαδή, 5000 φορές μικρότερη από αυτή της Γης). Είναι εύκολο να υπολογίσουμε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στη Δήμητρα είναι περίπου 32 φορές μικρότερη από ό,τι στη Γη! Το βάρος οποιουδήποτε σώματος αποδεικνύεται ότι είναι ισάριθμες φορές μικρότερο. Επομένως, ένας αστροναύτης που βρέθηκε στη Δήμητρα μπορούσε να σηκώσει ένα φορτίο βάρους 1,5 τόνου (Εικ. 110). 
Ωστόσο, κανείς δεν έχει πάει ακόμα στη Ceres. Αλλά οι άνθρωποι έχουν ήδη πάει στη Σελήνη. Αυτό συνέβη για πρώτη φορά το καλοκαίρι του 1969, όταν το διαστημόπλοιο Apollo 11 παρέδωσε τρεις Αμερικανούς αστροναύτες στον φυσικό μας δορυφόρο: τον N. Armstrong, τον E. Aldrin και τον M. Collins. «Φυσικά», είπε αργότερα ο Άρμστρονγκ, «σε συνθήκες σεληνιακής βαρύτητας, θέλετε να πηδήξετε... Το υψηλότερο ύψος άλματος ήταν δύο μέτρα - ο Άλντριν πήδηξε στο τρίτο σκαλί των σκαλοπατιών της σεληνιακής καμπίνας. Οι πτώσεις δεν είχαν δυσάρεστες συνέπειες. Η ταχύτητα είναι τόσο χαμηλή που δεν υπάρχει λόγος να φοβόμαστε τραυματισμό».
Η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στη Σελήνη είναι 6 φορές μικρότερη από τη Γη. Επομένως, όταν πηδά προς τα πάνω, ένα άτομο ανεβαίνει εκεί σε ύψος 6 φορές μεγαλύτερο από ό,τι στη Γη. Για να πηδήξετε 2 μέτρα στη Σελήνη, όπως έκανε ο Άλντριν, απαιτείται η ίδια δύναμη όπως στη Γη όταν πηδήξετε 33 εκατοστά.
Οι πρώτοι αστροναύτες ήταν στη Σελήνη για 21 ώρες και 36 λεπτά. Στις 21 Ιουλίου, εκτοξεύτηκαν από τη Σελήνη και στις 24 Ιουλίου, το Apollo 11 εκτοξεύτηκε στον Ειρηνικό Ωκεανό. Οι άνθρωποι έφυγαν από τη Σελήνη, αλλά πέντε μετάλλια με εικόνες πέντε νεκρών αστροναυτών παρέμειναν πάνω της. Αυτοί είναι οι Yu. A. Gagarin, V. M. Komarov, V. Grissom, E. White και R Chaffee.
1. Καταγράψτε όλους τους μεγάλους πλανήτες που αποτελούν το Ηλιακό Σύστημα. 2. Ποια είναι τα ονόματα των μεγαλύτερων και των μικρότερων από αυτά; 3. Πόσες φορές το βάρος ενός ατόμου στον Δία υπερβαίνει το βάρος του ίδιου ατόμου στη Γη; 4. Πόσες φορές είναι μικρότερη η βαρύτητα στον Άρη από τη Γη; 5. Τι γνωρίζετε για τη Δήμητρα; 6. Γιατί οι αστροναύτες στη Σελήνη περπατούσαν περισσότερο σαν άλμα παρά με κανονικό περπάτημα;