Сила притяжения на венере сообщение

Обновлено: 04.07.2024

Сила тяжести на других планетах — можно ли как-то определить

Вес любого тела зависит от силы тяжести.

Сила тяжести — это сила, с которой крупный астрономический объект притягивает тело, находящееся вблизи его поверхности.

Сила тяжести — проявление гравитационного взаимодействия. Гравитационное взаимодействие — самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий. Все обладающие массой тела во Вселенной притягиваются друг к другу силами гравитации, но это притяжение становится очевидным только в присутствии очень крупных объектов: звезд, планет и их спутников, астероидов, черных дыр.

Гравитация вблизи черных дыр настолько сильна, что притягивается даже свет. Но и частицы газа и пыли в космосе испытывают гравитационное притяжение. Находясь вдали от массивных тел, они будут притягиваться друг к другу. Большое количество частиц, медленно сближаясь, образует облако или туманность, а впоследствии может дать начало звезде или планете.

Силу гравитационного взаимодействия можно рассчитать. Согласно закону всемирного тяготения она пропорциональна произведению масс взаимодействующих объектов и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

F = G m 1 m 2 r 2

где G — гравитационная постоянная,

m_1 и m_2— массы взаимодействующих тел,

r — расстояние между центрами масс.

Так как масса Земли — величина постоянная, для расчетов используют краткую формулу.

где g — ускорение свободного падения,

m — масса тела, на которое действует сила тяжести.

Эта же формула применяется для расчета силы тяжести, действующей на тело, на поверхности любой другой планеты. Чтобы ей воспользоваться, нужно знать ускорение свободного падения, а оно зависит от характеристик планеты: массы и радиуса.

Особенности расчета, какие для этого потребуются параметры

Сила тяжести на других планетах зависит от массы планет и радиуса или расстояния от поверхности до центра массы. Планеты Солнечной системы имеют разные массы и размеры, поэтому силы тяжести на них также различны.

Например, масса Луны равна 7 . 36 × 10 2 2 килограмма, это в 81 раз меньше земной массы. Средний радиус Луны в 3,66 раз меньше земного. Следовательно, ускорение свободного падения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. А значит и сила тяжести, действующая на одно и то же тело, будет отличаться в шесть раз.

Из-за такой разницы предмет на Земле, падающий с высоты двух метров, достигнет поверхности за 0,64 секунды, а на Луне падение с той же высоты займет 1,57 секунды. На Земле скорость падения увеличится до 6,25 м/сек, на Луне — всего лишь до 2,55 м/сек.

Для газовых планет (Юпитер, Сатурн) радиус принят как условная величина, так как у них нет твердой поверхности.

На величину силы тяжести влияет и центробежная сила. При вращении планеты она отталкивает предметы от поверхности. Чем быстрее планета вращается, тем меньше будет сила тяжести при остальных равных условиях.

Ускорение свободного падения у поверхностей планет Солнечной системы, Солнца и Луны (в м / с 2 и g )

Земля — 9 , 81 м / с 2 или 1g;
Луна — 1 , 62 м / с 2 или 0,165g;
Солнце — 273 , 1 м / с 2 или 27,85g;
Меркурий — 3 , 70 м / с 2 или 0,378g;
Венера — 8 , 88 м / с 2 или 0,906g;
Марс — 3 , 86 м / с 2 или 0,394g;
Юпитер — 24 , 79 м / с 2 или 2,528g;
Сатурн — 10 , 44 м / с 2 или 1,065g;
Уран — 8 , 86 м / с 2 или 0,903g;
Нептун — 11 , 09 м / с 2 или 1,131g.

Сила тяжести на небесных телах Солнечной системы

Округлим величину g до 10 м / с 2 . Тогда сила тяжести (в ньютонах), действующая на человека весом 60 кг, будет равна:

Плутон — 36 Н ( 0 , 6 м / с 2 · 60 к г ) ;
Меркурий — 222 Н ( 3 , 7 м / с 2 · 60 к г ) ;
Марс — 234 Н ( 3 , 9 м / с 2 · 60 к г ) ;
Сатурн — 624 Н ( 10 , 4 м / с 2 · 60 к г ) ;
Уран — 534 Н ( 8 , 9 м / с 2 · 60 к г ) ;
Венера — 540 Н ( 9 м / с 2 · 60 к г ) ;
Земля — 600 Н ( 10 м / с 2 · 60 к г ) ;
Нептун — 660 Н ( 11 м / с 2 · 60 к г ) ;
Юпитер — 1440 Н ( 24 м / с 2 · 60 к г ) .

Для Юпитера величина силы тяжести дана с учетом центробежной силы.

На малых небесных телах сила тяжести будет намного меньше. Например, на Церере, одном из самых больших астероидов Солнечной системы, ускорение свободного падения в 32 раза меньше, чем на Земле. Человек, оказавшись там, сможет поднять автомобиль, а просто оттолкнувшись от поверхности — преодолеть силу притяжения и улететь в космическое пространство.

Сравнительная таблица веса тела на Земле и других планетах Солнечной системы

Даже на Земле вес одного и того же тела будет немного отличаться в зависимости от его положения. Это происходит по трем причинам.

1. Форма Земли — не ровный шар, а геоид. Она немного сжата у полюсов и наиболее близка к сплюснутому эллипсоиду. Поэтому расстояние от поверхности до центра тяжести планеты на экваторе на 21 км больше, чем у полюса. Вес предмета на экваторе на 1 190 меньше веса этого же предмета на полюсе.

2. Небольшое уменьшение веса предметов на экваторе происходит за счет центробежной силы, связанной с вращением Земли вокруг своей оси.

Все это верно не только для Земли, но и для других планет. Поэтому в таблице нижу указан примерный вес человека. В реальности он будет немного отличаться от указанного в зависимости от дополнительных условий.

В статье рассказывается о том, что такое гравитация, какая сила тяжести на других планетах, почему она возникает, для чего нужна, а также воздействие ее на различные организмы.

Космос

О путешествиях к звездам люди мечтали издревле, начиная с тех времен, когда первые астрономы рассмотрели в примитивные телескопы иные планеты нашей системы и их спутники, а значит, по их мнению, они могли быть обитаемы.

С тех пор прошло много веков, но увы, межпланетные и тем более полеты к другим звездам невозможны и сейчас. А единственным внеземным объектом, где побывали исследователи, является Луна. Но уже в начале XX века ученые знали, что сила тяжести на других планетах отличается от нашей. Но почему? Что она собой представляет, отчего возникает и может ли быть губительной? Эти вопросы мы и разберем.

Немного физики

Еще Исаак Ньютон разработал теорию, согласно которой любые два объекта испытывают взаимную силу притяжения. В масштабах космоса и Вселенной в целом подобное явление проявляется очень явственно. Наиболее яркий пример – это наша планета и Луна, которая именно благодаря гравитации и вращается вокруг Земли. Видим проявление гравитации мы и в повседневной жизни, просто привыкли к нему и совсем не обращаем внимание. Это так называемая сила притяжения. Именно из-за нее мы не парим в воздухе, а спокойно ходим по земле. Также она способствует удержанию нашей атмосферы от постепенного улетучивания в космос. У нас она составляет условные 1 G, но какая сила тяжести на других планетах?

Правда, говорить о терраформации пока рано, ведь для начала нужно хотя бы просто высадиться на него и наладить постоянные и надежные полеты. Но все же сила тяжести на Марсе вполне пригодна для обитания будущих поселенцев.

Венера

Еще одной самой близкой к нам планетой (кроме Луны) является Венера. Это мир с чудовищными условиями и невероятно плотной атмосферой, заглянуть за которую долгое время никому не удавалось. Ее наличие, кстати, открыл не кто иной как Михаил Ломоносов.

Атмосфера является причиной парникового эффекта и ужасающей средней температуры на поверхности в 467 градусов по Цельсию! На планете постоянно выпадают осадки из серной кислоты и кипят озера жидкого олова. Такая вот негостеприимная планета Венера. Сила тяжести ее составляет 0,904 G от земной, что почти идентично.

Она также является кандидатом на терраформирование, а впервые ее поверхности достигла советская исследовательская станция 17 августа 1970 года.

Юпитер

Еще одна планета Солнечной системы. Вернее, газовый гигант, состоящий в основном из водорода, который ближе к поверхности из-за чудовищного давления становится жидким. По подсчетам кстати, в его глубинах вполне возможно однажды вспыхнет термоядерная реакция, и у нас будет два солнца. Но если это и произойдет, то, мягко говоря, нескоро, так что беспокоиться не следует. Сила тяжести на Юпитере составляет 2,535 g относительно земной.

Как уже говорилось, единственным объектом нашей системы (кроме Земли), где побывали люди, является Луна. Правда, до сих пор не утихают споры, были ли те высадки реальностью или мистификацией. Тем не менее из-за ее малой массы сила тяжести на поверхности составляет всего 0,165 g от земной.

Влияние силы притяжения на живые организмы

Сила притяжения также оказывает различные воздействия на живых существ. Попросту говоря, когда будут открыты другие обитаемые миры, мы увидим, что их обитатели сильно отличаются друг от друга в зависимости от массы их планет. К примеру, будь Луна обитаема, то ее населяли бы очень высокие и хрупкие существа, и наоборот, на планете массой с Юпитер жители были бы очень низкие, крепкие и массивные. А иначе на слабых конечностях в таких условиях попросту не выживешь при всем желании.

Сила притяжения сыграет важную роль и при будущей колонизации того же Марса. Согласно законам биологии, если чем-то не пользуешься, то это постепенно атрофируется. Космонавтов с борта МКС на Земле встречают с креслами на колесах, так как в невесомости их мышцы задействованы очень мало, и даже регулярные силовые тренировки не помогают. Так что потомство колонистов на других планетах будет как минимум выше и физически слабее своих предков.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Физические условия на поверхности планет Солнечной системы были и остаются в центре внимания астрономии. Определение силы тяжести с необходимой точностью выполняются для планирования и совершения разнообразных межпланетных миссий и применяются в проектах по освоению соседних с Землёй, планет. Необходимо точно представлять себе, какая именно сила будет воздействовать на людей со стороны планеты, чтобы вычислить вес космонавтов. Это поможет при нахождении технических решений для будущих экспедиций, например, при конструировании скафандров.

Объект исследования: сила тяжести планет Солнечной системы

Цель исследования: найти вес человека на планетах Солнечной системы.

Методы исследования: сбор и анализ информации по теме с использованием различных литературных источников.

Основная часть

Планеты нашей Солнечной системы представляли живой интерес для физиков и астрономов с самого момента их обнаружения на обширном космическом пространстве. При их детальном изучении в течение долгого времени было установлено, что все планеты различны по своему весу и размеру, составу поверхности, физическим и химическим свойствам, а в особенности по величине силы тяжести.

Как известно из большинства источников, сила тяжести может быть рассчитана по формуле F =m* g , где масса тела m умножается на величину ускорения свободного падения g. Для примера возьмём вес человека, равный 60 кг и округлим величину g до показателя в 10 м/с., следовательно, на Земле сила тяжести будет равна 600 Н. Аналогично проведём расчёт по формуле силы тяжести для других планет, используя величину свободного ускорения,

полученную астрономом О. Н. Коротцевым. Итак, имеем следующие данные:

Плутон – 36 Н (0,6 м/с * 60 кг)

Меркурий – 222 Н (3,7 м/с * 60 кг)

Марс – 234 Н (3,9 м/с * 60 кг)

Сатурн – 624 Н (10,4 * 60 кг)

Уран – 534 Н (8,9 м/с * 60 кг)

Венера – 540 Н (9 м/с * 60 кг)

Земля – 600 Н (10 м/с * 60 кг)

Нептун – 660 Н (11 м/с * 60 кг)

Юпитер – 1440 Н (24 м/с * 60 кг)

Как видно из расчётов, Земля по показателю силы тяжести находится между гигантами, где на Сатурне и Уране она меньше, а на Юпитере и Нептуне выше. Причём стоит отметить, что на Юпитере ключевой фактор величины силы тяжести не только в его огромных размерах, но и в величине центробежного ускорения. На Венере человек весом в 60 кг будет примерно на 10 % легче, в то время как на Меркурии и Марсе легче почти в 2,6 раза. Наиболее лёгким человек будет на Плутоне, где разница составляет 16,6 раза.

Как итог, сила тяжести на различных планетах действительно различается: на одних разница невелика, а на других может достигать десятки раз. Это зависит не только от размеров планеты, твёрдости или газообразности её поверхности, но и от величины её центробежного ускорения, а также от распределения масс в недрах небесного тела.

Венеру по многим параметрам можно считать настоящим двойником Земли. Планеты сходятся по массе, размеру и плотности. Но как насчет гравитации на Венере? Если верить НАСА, то получим цифру в 8.87 м/с 2 . Это примерно 90% от земной силы. То есть, человек с весом в 100 кг на Венере сбросит 10 кг.

Правда, чтобы похудеть, придется выжить и адаптироваться в ужасных условиях. Даже наши продвинутые ученые пока не способны создать скафандр, который бы защитил вас от адского нагрева и давления. Начнем с показателя температуры Венеры в 470°C, а также слоя атмосферы, состав которой на 96% представлен углекислым газом с облаками из серной кислоты.

Сравнение массы человека на Венере и на Земле

Мы привыкли к земным вулканам, но они не сравнятся с угрозой на Венере. Их там больше 1000, возвышающихся на 20 км. Мы бы сказали о поверхности больше, но концентрация серной кислоты не дает заглянуть сквозь эту густую дымку. Только УФ, спектрографы и радиолокация позволили рассмотреть планетарные особенности.

Еще полвека назад мы вообще ничего не знали о гравитации на Венере. Возможно, будущие миссии принесут нам надежду на выживание в подобных условиях и цель к следующим завоеваниям.

Колыбелью человечества является Земля, поэтому человек, как и все земные организмы, приспособлен к условиям, которые имеются на Земле. Одним из таких условий, определяющих облик биосферы Земли, является сила тяжести. Она существенно влияет на многие физические явления вблизи планеты. Убедиться в этом можно, наблюдая за другими планетами, сила тяжести на которых отличается от земной. Поговорим кратко о силе тяжести на других планетах.

Величина силы тяжести

Рис. 1. Гравитационное взаимодействие

Гравитационное взаимодействие — это самое слабое из фундаментальных взаимодействий. Поэтому сколь-нибудь заметным оно становится лишь только в присутствии значительных масс вещества. Единственный предмет на Земле, обладающий значительной массой — это сама Земля. Поэтому для всех людей привычно, что все предметы падают на Землю, притягиваясь ею.

Величина силы гравитационного притяжения к Земле зависит от массы тела. Поэтому для оценки силы тяжести удобнее использовать такую величину, как с ускорением свободного падения, поскольку она не зависит от самого тела:

$\mathrm$ — ускорение свободного падения на поверхности;
$G$ — гравитационная постоянная;
$M$ — масса планеты;
$R$ — расстояние от центра планеты (фактически радиус планеты).

Эта же формула может применяться для расчёта ускорения свободного падения на поверхности любой другой планеты. Из неё можно видеть, что ускорение свободного падения на планете зависит только от двух параметров — от массы планеты и от расстояния до её центра.

Сила тяжести на других планетах

Если рассмотреть физические характеристики планет Солнечной системы, то станет очевидно, что ускорение свободного падения на них должно заметно отличаться от земного.

Так оно и есть. Например, ближайшее к Земле небесное тело — Луна — имеет массу в 81 раз меньше земной. А средний радиус луны в 3,66 раз меньше земного. Следовательно, ускорение свободного падения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, и составляет 1,62 метра в секунду за секунду.

Получается, что если на Земле предмет падает с двухметровой высоты за 0,64 с и в конце падения приобретает скорость 6,25 метров в секунду, то на Луне падение с той же высоты займёт 1,57 секунд, и скорость в конце падения составит только 2,55 метров в секунду. Вес любого предмета на Луне в шесть раз меньше земного.

Строго говоря, не все планеты имеют твёрдую поверхность. Например, средняя плотность Сатурна меньше плотности воды. Поэтому о радиусе в этом случае можно говорить с некоторой долей условности. Но для школьного доклада можно считать радиусом планеты такое расстояние от центра, где атмосфера планеты снижается до низких плотностей.

Рис. 3. Таблица ускорения свободного падения на планетах

Что мы узнали?

Сила тяжести на других планетах зависит от массы планет и расстояния от поверхности до их центра (радиуса). Поскольку планеты Солнечной системы имеют разные массы и радиусы, сила тяжести на них также значительно отличается. Но в среднем, чем меньше планета, тем меньше сила тяжести на её поверхности.

Читайте также: