Ускорение свободного падения на плутоне сообщение
Обновлено: 18.05.2024
Ускорение свободного падения - это ускорение, придаваемое телу силой тяжести, при исключении из рассмотрения других сил.
Ускорение свободного падения на Плутоне = 0.62 м/с 2
При более точных расчётах необходимо использовать модель гравитационного поля на Плутоне с поправками, связанными с вращением Плутона и другими факторами.
В соответствии с уравнением движения тел в неинерциальных системах отсчёта ускорение свободного падения численно равно силе тяжести, воздействующей на объект единичной массы.
Ускорение свободного падения на Плутоне может быть также вычислено на основе данных о вращении планеты и её гравитационном поле.
На этой странице представлен самый простой ответ на вопрос чему равно ускорение свободного падения на Плутоне придаваемое телу силой тяжести, при исключении из рассмотрения других сил, для проведения физических расчетов.
Плутон – это карликовая планета Солнечной системы, транснептуновый объект (крупнейший в поясе Койпера) и десятое по массе тело, обращающееся вокруг Солнца, после 8 планет (без учета их спутников) и, предположительно, Эриды.
У Плутона на данный момент обнаружены 5 естественных спутников: Харон, Гидра, Никта, Кербер и Стикс.
Как и большинство тел пояса Койпера, Плутон состоит в основном из камня и льда.
Плутон открыт 18 февраля 1930 года Клайдом Томбо.
Орбита Плутона
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 4,437 миллиарда километров (29,667 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 7,376 миллиарда километров (49,31 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Плутона по орбите составляет около 4,6691 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает приблизительно за 248 земных лет.
Из-за эксцентричности орбиты Плутон в перигелии оказывается ближе к Солнцу чем Нептун.
Направление вращения вокруг своей оси у Плутона, как и у Венеры, обратное, то есть противоположное направлению обращения планет вокруг Солнца.
3D-модель Плутона
Физические характеристики Плутона
Плутон – десятое по массе (без учета спутников планет) небесное тело, обращающееся вокруг Солнца – после восьми планет и Эриды.
Температура поверхности Плутона колеблется от -233 до -213 градусов Цельсия.
Средний радиус Плутона составляет 1187 ± 4 километра, то есть примерно в 5 раз меньше радиуса Земли.
Площадь поверхности Плутона составляет 17,7 миллиона квадратных километров.
Средняя плотность Плутона составляет 1,86 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Плутоне равно 0,67 метра на секунду в квадрате (0,063 g).
Масса Плутона равна 1,303 х 10 22 килограмм.
Сравнительные размеры Плутона и Земли
Атмосфера Плутона
Атмосферное давление на Плутоне составляет примерно 1 Па.
Атмосфера Плутона состоит из азота с примесью метана (около 0,25%) и угарного газа (около 0,05-0,1%).
Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звезды.
Атмосфера Плутона, несмотря на очень низкое давление, способна эффективно сглаживать суточные перепады температур.
Исследование Плутона
Плутон открыт Клайдом Томбо 18 февраля 1930 года фотографическим методом в ходе поиска Планеты Х.
Расстояние до Плутона и возможности современных телескопов не позволяют получить качественные снимки его поверхности.
Никаких серьезных попыток исследовать Плутон не предпринималось вплоть до последнего десятилетия XX века. В августе 1992 года ученый Лаборатории реактивного движения NASA Роберт Стеле позвонил Клайду Томбо с просьбой дать разрешение на посещение его планеты.
Интересные факты о Плутоне
Советские ученые еще в 1950-х годах высказали предположение, что Плутон является лишь одной из карликовых планет.
Законодательное собрание штата Нью-Мексико, где долго жил Клайд Томбо, единогласно постановило, что в его честь Плутон в нью-мексиканском небе всегда будет считаться планетой. Аналогичное постановление принял сенат штата Иллинойс, откуда родом первооткрыватель Плутона.
Площадь Плутона (17,7 миллиона квадратных километров) немногим больше площади России (17,1 миллиона квадратных километров).
В честь Плутона назван химический элемент плутоний.
Открытию Плутона было посвящено несколько почтовых марок разных стран.
Первым человеком, изучавшим природу падения тел, был греческий ученый Аристотель.
Его теория о том, что все тела хотят обрести состояние покоя, стремясь к центру планеты, отчасти была верна. Однако Аристотель исходил из того, что скорость падения тел напрямую зависит от их массы.
Исаак Ньютон, портрет Жана-Леона
Заблуждение это просуществовало несколько веков, пока итальянец Галилео Галилей не обобщил и не проанализировал опыт и эксперименты нескольких поколений исследователей. Именно он предположил, что в среде, свободной от воздуха, все тела будут падать с одинаковой скоростью. Также Галилей предположил, что во время падения скорость тел постоянно увеличивается.
Экспериментировать со свободным падением тел продолжил Исаак Ньютон. Достижения науки и инженерии позволили ученому ставить эксперименты в среде с разряженным воздухом. Этого удалось достичь благодаря изобретению насоса.
В длинную стеклянную колбу ученый поместил перо и металлическую монетку, после чего откачал из колбы воздух. Падение тел в разряженном воздушном пространстве имело одинаковую скорость, несмотря на большую разницу в массе и плотности.
Эксперимент Гилилея с металлическими шарами
На тот момент четкой формулы ускорения еще не было, но исследователи предположили, что во время свободного падения тело проходит отрезки пространства в равные промежутки времени, а пространства эти соотносятся между собой как нечетные, последовательные числа, например 1:3:5…. Таким образом, был установлен признак равноускоренного движения.
Вскоре эксперименты и несложные вычисления позволили установить величину постоянного ускорения свободного падения (g) на Земле, она оказалась равна 9,8156 м/с2.
Направлено свободное падение всегда вниз. Но почему же тела падают именно таким образом? История об открытии закона всемирного тяготения известна всем: наблюдая за падением яблока с ветки, Ньютон сделал интересный вывод, что сила Земли притягивает к себе все предметы, на любом расстоянии.
И доказательством тому – спутник Земли Луна, которая притягивается Землей и потому движется по орбите вокруг планеты. Однако и Луна обладает силой притяжения, что вызывает на Земле приливы и отливы.
То, что силы, определяющие направление движения небесных тел и вынуждающие тела падать, имеют одну природу, Ньютон смог сформулировать только к концу 17 века.
Формула ускорения свободного падения
Доказательство своего закона всемирного тяготения Ньютон начал с вычисления ускорения Луны относительно центра Земли. Ученый понимал, что на эту величину влияет не только удаленность предметов друг от друга, но и их масса. Таким образом, сила тяготения прямо пропорциональна массе притягиваемого тела (второй закон Ньютона).
Также Ньютон пришел к выводу, что сила, удерживающая планеты на своих орбитах (сила притяжения Солнца), уменьшается пропорционально их расстоянию от Солнца в квадрате.
Суть закона всемирного тяготения заключается в следующем: каждая частица Вселенной притягивает любую другую частицу с силой, обратно пропорциональной расстоянию между ними в квадрате и прямо пропорциональной произведению масс этих частиц.
На Луне и на других планетах сила тяжести, воздействующая на одно и то же тело, будет неодинакова, зависит она напрямую от массы космического тела. Например, ускорение g на Луне в несколько раз меньше, чем на Земле.
Таким образом, зная массу планеты, можно вычислить ускорение свободного падения тела на этой планете.
Показатели g – ускорение свободного падения на Солнце и планетах солнечной системы:
На конкретном примере карликовой планеты Плутона докажем действие константы субстанции космического пространства Солнечной системы и новой физической величины определяющей модуль ускорения свободного падения тел в пространстве вокруг центральной звезды Солнца.
S = 3,141592653589793238462643 ∙ 1187000 м² = 4426406659535,7573894034721850959 м²
Определим объём цилиндра с космической субстанцией расположенной под площадью карликовой планеты Плутона.
V = 3,141592653589793238462 ∙ 1187000 м² ∙ 5929000000000 м = 26244165084387505561773186,5854 м³
Определим массу космической субстанции находящейся между поверхностью Солнца и поверхностью карликовой планеты Плутона.
mк = 26244165084387505561773186,5854 м³ ∙ 0,3126005345650193429716951 кг/м³ = 8203940034592150214359597,6712 кг
Из расчётов видно, что полученная масса карликовой планеты Плутона не совпадает с заявленной, поэтому произведём расчёт массы и плотности карликовой планеты Плутона и узнаем её истинное значение.
V= [4 ∙ 3,14159265358979323 ∙ 1187000 м³] : 3 = 7005526273158592028,2958953116118 м³
P = 8203940034592150214359597,6712 кг : 7005526273158592028,295895311 м³ = 1171066,914133950937960728895 кг/м³
После произведённых расчётов с использованием константы субстанции космического пространства выяснились истинные характеристики карликовой планеты Плутона:
Данные характеристики показывают, что карликовая планета Плутон хотя и является планетой Солнечной системы, но должна быть выделена в отдельную группу планет космического происхождения, так как основной химический состав карликовой планеты Плутона, состоящий из множества элементов, превышает в сотни раз плотность любых химических элементов периодической системы Менделеева. Периодическая система Менделеева полностью отражает весь спектр земных химических элементов находящихся внутри планет Солнечной системы.
По новому закону определим силу субстанции космического пространства между активной планетой Плутона и Солнцем.
Fпр = 1171066,914133 кг/м³ ∙ 0,0008367597908 м/с² ∙ 7005526273158592028,295 м³ = 6864727147377401983290,36502 H
g - модуль ускорения свободного падения тел в пространстве вокруг Солнца = 0,00083675979083612040133779264214048 м/с²
По закону тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу определим силу тяготения карликовой планеты Плутона к центральной звезде Солнцу.
Из расчётов по новому закону определяющего силу субстанции космического пространства между карликовой планетой Плутона и Солнцем выяснилось, что сила субстанции космического пространства не совпадает с расчётом силы произведённой по закону тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу. Это связано с тем, что ускорение свободного падения тел в пространстве карликовой планеты Плутона, описанное в открытых источниках информации не соответствует действительности и его необходимо пересчитать.
На основании третьего закона Ньютона сила действия одной среды состоящей из субстанции космического пространства, которая действует на другую среду, состоящую из силы тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу должны быть равны по величине и противоположны по направлению.
По закону тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу определим модуль ускорения свободного падения карликовой планеты Плутона, используя силу субстанции космического пространства определённую по новому закону между карликовой планетой Плутона и Солнцем.
Fпр - сила субстанции космического пространства между планетой Плутона и Солнцем = 6864727147377401983290,3650207811 Н
Произведено открытие новой физической величины определяющей ускорение свободного падения тел в пространстве Солнечной системы на карликовой планеты Плутона которое = 1315768,8484031282989268034238987 м/с².
Из расчётных характеристик выяснилось, что раннее опубликованное в источниках информации ускорение свободного падения тел в пространстве на карликовой планете Плутона = 0,617 м/с² не соответствует действительности.
По закону тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу проверим произведённые расчёты сил тяготения с новым ускорением свободного падения тел в пространстве карликовой планеты Плутона.
gи - новый модуль ускорения свободного падения тел в пространстве планеты Плутона = 1315768,8484031282989268034238987 м/с²
Определим разницу вычислений силы субстанции космического пространства и силы тяготения карликовой планеты Плутона находящейся в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу по разным законам и разным физическим величинам.
F = 6864727147377401983290,36502078 Н - 6864727147377401983290,36502078 H = 0,0000000001016889863383 Н
Fпр - сила субстанции космического пространства Солнечной системы между карликовой планетой Плутона и Солнцем имеющая новую физическую величину определяющую модуль ускорения свободного падения тел в пространстве Солнечной системы = 6864727147377401983290,3650207812 Н
Fтсо - сила тяготения карликовой планеты Плутона вычисленная по закону одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу = 6864727147377401983290,3650207811 Н.
Необходимо особо подчеркнуть, что субстанция космического пространства, состоящая из пыли земных химических элементов и пыли космических материалов, плотность которых приближается к плотности карликовой планеты Плутона или может быть ещё большей и ускорения свободного падения тел в пространстве каждой звёздной системы, которые являются связующим звеном между планетами и галактиками нашей Вселенной.
Необходимо обратить особое внимание на то, что группа планет космического происхождения находящихся в орбите Солнечной системы имеет плотность веществ, которые превышает все химические элементы, открытые на планете Земля в десятки и даже сотни раз. Ускорение свободного падения тел в пространстве планет космического происхождения очень большое и превышает ускорение свободного падения планет земной группы в десятки и даже сотни раз. Для научного сообщества возникает большой и многогранный вопрос, каким образом произошли планеты космического происхождения с такими техническими характеристиками, а также не ясен сам механизм возникновения ускорения свободного падения тел в пространстве планет космического происхождения.
В заключении можно сказать, что наш материальный мир очень многообразен и все процессы, совершаемые в нём от случайно сложившихся обстоятельств, которые происходят во времени, в разной мере, влияют один на другой, поэтому выдвигается новая теория многогранной зависимости. В этом мире всё переплетено, и одно явление природы в разной мере находятся в зависимости к другому. Более активные материальные тела доминируют над менее активными материальными телами, поэтому не может быть постоянных констант, законов или физических величин. Например, новый закон тяготения между двумя материальными телами, которые расположены в пространстве Солнечной или другой системы тесно связан с новым законом тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной системы к центральной звезде Солнцу. В тоже время законы тяготения находятся в постоянной зависимости от нового закона активности материального тела расположенного в пространстве и нового закона ускорения свободного падения тел в пространстве. А перечисленные законы тесно связаны с новым законом энергии между двумя материальными телами, которые находятся в пространстве Солнечной системы и новым законом энергии одного материального тела, находящегося в пространстве Солнечной системы, к центральной звезде Солнцу и многим другим.
1. "Константа субстанции космического пространства". Автор Белашов А.Н. Научно-практический журнал „Высшая школа” № 17 2017 года страница 39. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-42040 ISSN 2409-1677.
2. "Опровержение закона всемирного тяготения и гравитационной постоянной". Автор Белашов А.Н. Научно-практический журнал „Журнал научных и прикладных исследований” № 08 2016 года страница 72. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.
3. "Опровержение теории о медленном приближении планеты Земля к Солнцу". Автор Белашов А.Н. Научно-практический журнал „Журнал научных и прикладных исследований” № 07 2016 года страница 106. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.
4. "Закон гравитационного притяжения Земли и его взаимодействие с падающим телом". Автор Белашов А.Н. Научно-практический журнал „Журнал научных и прикладных исследований” № 03 2016 года страница 151. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.
5. "Законы движения и взаимной зависимости планет Солнечной системы". Автор Белашов А.Н. Научно-практический журнал „Журнал научных и прикладных исследований” № 11 2015 года страница 139. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.
6. "Механизм образования планет Солнечной системы". Автор Белашов А.Н. „Научная перспектива” научно-аналитический журнал № 9-43 2013 года страница 45. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2077-3153.
7. "Механизм образования гравитационных сил и новый закон ускорения свободного падения тел в пространстве". Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. № 2-9 2013 года. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.
9. "Новые законы энергии материальных тел расположенных в пространстве Солнечной (или другой) системы". Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. № 3-10 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.
10. "Новый закон тяготения между двумя материальными телами находящихся в пространстве Солнечной (или другой) системы". Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. № 4-11 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.
11. "Новый закон тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной (или другой) системы к центральной звезде Солнцу". Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. № 4-11 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.
12. "Новые взгляды на закон сохранения энергии". Автор Белашов А.Н. Научно-аналитический журнал „Научная перспектива” № 11-45 2013 года страница 94. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2077-3153.
14. "Опровержение закона сохранения энергии". Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. № 9-16 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.
15. "Устройство вращения магнитных систем". Автор Белашов А.Н. Описание заявки на изобретение № 2005129781 от 28 сентября 2005 года.
18. "Единицы физических величин и их размерность", Л.А.Сена. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1988года стр. 11, 277.
◄|| Ускорение свободного падения тел в пространстве Солнечной системы ||►
Чем отличается яблоко, упавшее в Алматы, от такого же яблока в Осло? Тем, что в этих городах разное ускорение свободного падения! Что это такое и как его вычислить — отвечаем в статье.
О чем эта статья:
Сила тяготения
В 1682 году Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения. Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:
Закон всемирного тяготения
F — сила тяготения [Н]
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз.
Закон всемирного тяготения используют, чтобы вычислить силы взаимодействия между телами любой формы, если размеры тел значительно меньше расстояния между ними.
Если мы возьмем два шара, то для них можно использовать этот закон вне зависимости от расстояния между ними. За расстояние R между телами в этом случае принимается расстояние между центрами шаров.
Ускорение свободного падения
Чтобы математически верно и красиво прийти к ускорению свободного падения, нам необходимо сначала ввести понятие силы тяжести.
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.
Сила тяжести
F = mg
F — сила тяжести [Н]
m — масса тела [кг]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
На планете Земля g = 9,8 м/с 2 , но подробнее об этом чуть позже. 😉
На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору или подвес. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Также важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. А вес зависит еще и от ускорения, с которым движется тело или опора.
Например, в лифте вес зависит от того, куда и с каким ускорением двигаются его пассажиры. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.
На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит, можем сказать, что это одно и то же. Практически.
Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения:
Приравниваем правые части:
Делим на массу тела левую и правую части:
Это и будет формула ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально.
Формула ускорения свободного падения
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
M — масса планеты [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2
Ускорение свободного падения характеризует то, как быстро увеличивается скорость тела при свободном падении.
Свободное падение — это ускоренное движение тела в безвоздушном пространстве, при котором на тело действует только сила тяжести.
Ускорение свободного падения на разных планетах
Выше мы уже вывели формулу ускорения свободного падения. Давайте попробуем рассчитать ускорение свободного падения на планете Земля.
Для этого нам понадобятся следующие величины:
- Гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2 - Масса Земли
M = 5,97 × 10 24 кг - Радиус Земли
R = 6371 км
Подставим значения в формулу:
Есть один нюанс: в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают то же значение, что мы указали выше: g = 9,81 м/с 2 . В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с 2 .
И кому же верить?
Все просто: для кого решается задача, тот и главный. В экзаменах берем g = 10 м/с 2 , в школе при решении задач (если в условии задачи не написано что-то другое) берем g = 9,8 м/с 2 .
Ниже представлена таблица ускорений свободного падения и других характеристик для планет Солнечной системы, карликовых планет и Солнца.
Читайте также: