Почему метеориты сгорают в атмосфере планет кратко

Обновлено: 05.07.2024

Сегодня беседовали, после обеда, с молодежью на тему "про космос" и я столкнулся с очень интересным фактом.

- Почему метеорит сгорает в процессе падения на землю?

- Потому что он разогревается, за счет трения о воздух, в плотных слоях атмосферы.

И этот ответ поддержали все присутствующи е! ВСЕ Карл!

Я поспрашивал ещё у того, у другого и пришел к выводу что ЕГЭ надо срочно отменять! ЕГЭ это зло! Мы плодим поколение, которое не знает элементарных вещей! А некоторые и в принципе не могут ничего понять, после такого обучения. Вот тут подробнее ( "ТУТ" пока не готово :( ) Крик души, так сказать.

Вернемся к нашему вопросу.

Вот это, очень красивый рисунок, но он мягко говоря, не отражает действительности. Здесь у метеорита греется хвостик. (рисунок из интернет)

Да, так пишут во многих книгах, так говорят по телевизору, так учат в школе. будь она неладна эта школа!

В действительности всё выглядит вот так:

В первую очередь разогревается передняя часть объекта. А уже дальше горячий воздух "облизывает" объект и нагревает его полностью.

И разогревается передняя часть объекта не из за трения, а из за сжатия воздуха перед объектом . При входе в атмосферу на большой скорости происходит сильное уплотнение воздуха перед объектом, что вызывает его разогрев и в дальнейшем переход в состояние плазмы. Ни о каком, сколько нибудь значимом трении речь в данном случае не идет.

Эффект нагрева воздуха при сжатии известен уже давно. Впервые закономерность установлена французским учёным Б. П. Э. Клапейроном в 1834. В 1874 Д. И. Менделеев на её основе вывел уравнение состояния для одного моля идеального газа.

Уравнение Менделеева-Клапейрона pV = RT .

R — универсальная газовая постоянная и V - объём, - они у нас не меняются.

p - давление,

T - температура.

Из уравнения имеем, чем больше ДАВЛЕНИЕ тем больше ТЕМПЕРАТУРА.

Например этот эффект испокон веков используется в дизельных двигателях для воспламенения топлива.

SpaceX: космические туристы чувствуют себя прекрасно

17 Сен 2021 07:55

Секрет раскрыт: почему метеориты, проходя через слои атмосферы, сгорают, а парашютисты остаются в живых?

Наверное, каждый кто любит астрономию и космическое пространство интересовался вопросом, почему спутники и другие объекты при схождении с орбиты уничтожаются в атмосфере, а парашютисты – нет? Особенно после того, как Феликс Баумгартнер совершил свой сверхвысокий прыжок, который закончился вполне успешным приземлением. Также существуют и другие идентичные факты, например, ракеты V-2 из Германии, долетавшие до космической границы, падали без глобального разрушения конструкции.

На первый взгляд кажется, что на высоте больше тридцати девяти километров воздух становится очень разреженным, что приводит к снижению сопротивления. Как тогда присутствуют такие неопровержимые доказательства, которые полностью противоречат друг другу? Давайте искать на этот вопрос вместе.

Прыжок Баумгартнера и ракеты V-2: что общего?

В сороковых годах прошлого века действительно присутствовал подтвержденный факт достижения границы космоса ракетами Фау-2. Если задействовать вертикальный запуск, то такие устройства способны развить показатели скорости в пределах 9 тысяч километров за один час. После того, как топливо в баках подходило к концу, V-2 замедлялась до полной остановки. Затем ракета падала и не сгорала, но, если бы она приземлилась на АЗС или другое хранилище горючего, исход был бы другим.

Известный прыжок парашютиста по смысловой нагрузке практически не отличался от немецких ракет. Феликс Баумгартнер вертикально поднялся над земной поверхностью, и совершил прыжок вниз. То есть в момент перед прыжком и падением ракеты их скорость по отношению к Земле равнялась нулю. Потому можно сделать вывод, что, если любой объект упадет с огромной высоты (больше 30 км), развивающихся скоростных показателей все равно будет недостаточно, чтобы полностью уничтожиться в процессе трения о слои атмосферы. Но при соблюдении определенных требований – изначальная скорость не должна быть больше 0 по отношению к поверхности Земли.

Хотите интересный факт? Максимальная скорость падения парашютиста была равна 1357,6 километра в час. Все познается в сравнении – пассажирский самолет летит при скорости 900-1000 километров в час, сверхзвуковой Конкорд или Ту-144 развивают скорость в 2 раза больше, чем продемонстрировал Баумгартнер.

Почему спутник и метеориты сгорают?

Здесь все просто: необходимо только знать, что космические объекты и аппараты, которые находятся на орбите, передвигаются относительно Земли очень быстро. Эти показатели превышают максимальную скорость парашютиста минимум в десять раз. Например, скорость МКС равно 7,6 километров за одну секунду. Скорость вхождения в атмосферу метеоритов может быть разной. Здесь необходимо учитывать множество факторов, но в любом случае скорость еще больше орбитальных скоростей каждого аппарата в космосе.

Именно по этой причине они входят в плотные атмосферные слои с бешеной скоростью, что приводит к сильному трению о воздушные массы. Это означает: глобальная кинетическая энергия за доли секунды преобразовывается в тепловую, которая приводит к возгоранию.

Представим ситуацию, что спутник сможет самостоятельно сбросить скорость до 10% от изначальной, даже жертвуя огромным количеством горючего. В такой ситуации у него есть все шансы достичь земной поверхности в целостности и сохранности. Человечеству такой проект обойдется в очень огромные суммы, потому сегодня это не целесообразно.

Когда объект падает с большой высоты (например, с высоты 100 километров) — скорость, которую он развивает, недостаточна для того, чтобы сгореть от трения об атмосферу, при условии, что начальная скорость объекта относительно Земли равна нулю.

Что касается метеоритов, то их скорость входа в атмосферу может быть практически любой — всё зависит от векторной суммы скоростей Земли и метеорита в момент входа его в атмосферу. Для подавляющего большинства метеоритов эта скорость намного превышает орбитальные скорости космических аппаратов и тем более парашютистов.

Метеориты, падающие спутники, входя в плотные слои атмосферы на огромной скорости, испытывают сильнейшее трение о воздух. Огромная кинетическая энергия преобразуется в тепловую, что и является причиной сгорания в атмосфере.

Из-за трения в атмосфере происходит нагрев метеора и он начинает светиться. Свои следы такие тела оставляют на протяжении всего полёта в атмосфере. Часто путают понятия метеорит и метеор.

Метеор - это то, что сгорает в атмосфере, не достигая Земли (также метеором можно назвать само световое явление). А метеорит - то, что упало, то есть остатки метеорного тела.

Вот такая вот интересная физика процесса!

Из истории парашютизма…

Леонардо да Винчи первый указал на самые выгодные размеры парашюта, основываясь на знаниях о законах сопротивления воздуха.

Тихомирова Елена Игоревна

Турнир
"Прикоснись к науке"

Космос

На Землю периодически падают метеориты. Небесные объекты в большинстве случаев сгорают в атмосфере, но некоторым удается достигнуть поверхности, тем самым привлекая к себе большое количество внимания. Астрономы непрерывно отслеживают все приближающиеся объекты к Земле и собирают о них сведения.

Что такое метеорит

Метеорит – это космическое тело, не сгоревшее в атмосфере планеты и долетевшее до поверхности. Земля находится в постоянном движении, при этом, она периодически пересекает орбиты небольших твердых тел, в результате чего они падают прямо на ее поверхность. В то время, как космическое твердое тело движется в атмосфере Земли, его считают метеором, но когда его часть долетает до поверхности, она становится метеоритом.

Метеориты представляют собой твердые тела, достигающие всего нескольких метров в радиусе и отличающиеся от астероидов своими размерами. За все время существования Земли на ее поверхность упало огромное количество подобных тел. За первый миллиард лет формирования планеты падения метеоритов были особенно частыми. В современное время поток небесных тел стал значительно слабее, в основном он проявляется в виде пылевых частиц, которые быстро сгорают в атмосфере.

Внешние признаки

Метеорит с ярко выраженной корой плавления

Среди основных внешних признаков метеорита стоит отметить:

кору плавления;
регмаглипты;
магнитность.

Дополнительно эти космические тела имеют неправильную форму. Встретить округлый или конусообразный метеорит достаточно сложно. Поверхность представляет собой расплавленный и вновь затвердевший слой вещества метеорита. Этот процесс происходит во время его движения в атмосфере, где он нагревается до температуры примерно в 1800 градусов.

Углубления, которые характерны для поверхности метеорита, называются регмаглипты. Возникают они в результате абляционных процессов, во время движения тела через атмосферу. Магнитными свойствами обладают абсолютно все метеориты.

Что происходит при падении метеоритов на Землю

След от падения метеорита в Челябинске

Практически все космические тела имеют высокую скорость движения (при входе в атмосферу она может достигать 72 км/с). Воспламенение и свечение метеорита происходит из-за его трения о воздух. В большинстве случаев, такие твердые тела полностью сгорают до того момента, как столкнуться с поверхностью Земли. Если метеорит имеет крупные размеры, то постепенно его движение замедляется, а он сам остывает. Дальнейшее развитие событий будет зависеть от начальной развитой скорости, массы тела и угла входа в атмосферу.

Интересный факт: на других планетах можно отчетливо увидеть следы падения метеоритов самых разных размеров.

Метеориты имеют несколько названий и видов, а именно:

сидеролиты;
уранолиты;
аэролиты;
метеорные камни и пр.

Космические тела называются метеорными до того момента, пока не попадут в атмосферу. Их классификация производится по разным астрономическим признакам. Можно определить метеорит, астероид, космическую пыль и прочее. Если объект стремительно пролетает сквозь атмосферу, оставляя за собой яркий след, его можно называть метеором, либо же болидом. Твердое тело, которое падает на поверхность Земли и оставляет глубокий кратер, называется метеоритом. Таким телам дают имена, в зависимости от местности, куда они упали.

Фотография аэролита

Метеориты каменного вида разделяют на несколько подклассов – хондриты и ахондриты. Первые заслужили свое название за счет своего состава: содержат хондры, которые представляют собой силикатные образования. Ахондриты схожи с земными магматическими породами. Эти метеориты лишены хондр, состоят из вещества, образованного после плавления планетных тел. Дополнительно метеориты можно разделить на упавшие и найденные. Каменные разновидности тел могут так и остаться незамеченными, т.к. напоминают земные породы.

Из чего состоят

Поверхность метеорита после взятия образцов на анализ

Основное количество метеоритов представлено каменным видом. В большинстве случаев – это хондриты (процентное соотношение от всех случаев столкновения с поверхностью достигает 92,8%). Среди общего числа падений ахондриты составляют 7,3%, железные – 5,7%, железо-силикатные – 1,5%. Эти перечисленные виды метеоритов признаны дифференцированными. Это значит, что вещество, из которого состоит небесное тело, попало на него в связи со столкновениями с астероидами и прочими планетными объектами.

Интересный факт: не так давно считалось, что метеориты образуются в результате взрыва крупного небесного тела. За основу бралась гипотетическая планета Фаэтон. Однако, анализ показал, что метеориты созданы из разнообразных частей астероидов.

Виды метеоритов

Зачастую человек представляет себе метеорит в виде объекта из железа. Такие тела достаточно массивные, они имеют интересные формы, которые приобретают во время падения и плавления. Несмотря на то, что распространенная ассоциация связана именно с железом, в реальности существует три разновидности метеоритов.

Железный вид

Железный метеорит

Когда-то метеориты из железа были частью ядра планеты или же крупного астероида. Считается, что из последнего образовался Пояс Астероидов, расположенный между Юпитером и Марсом. На Земле такие материалы считаются одними из самых тяжелых, к тому же, они крепко притягиваются к магниту. Метеориты из железа в действительности гораздо массивнее обычных камней. Сравнить вес можно с пушечным ядром или со стальной плитой.

Состав железа в большинстве таких метеоритов достигает 95%, оставшиеся 5% – это никель и прочие микроэлементы. Такие небесные тела делятся на классы по структуре и химическому составу. Принадлежность к определенному типу происходит после изучения основных компонентов сплава – камасита и тэнита. Они имеют интересную и сложную структуру в виде решетки, которая хорошо просматривается в растворе азотной кислоты.

Каменный вид

Каменный метеорит

Одной из самых крупных групп метеоритов являются каменные. Их формирование происходит от астероида или внешней коры планеты. Большинство каменных небесных тел на Земле остаются неопознанными, т.к. имеют большое сходство с привычными для людей породами. Отличить земной материал от метеорита может только опытный человек. Небесное твердое тело отличается черным цветом, который оно приобретает в полете из-за горения.

Каменно-железный вид

Каменно-железный метеорит

Самым редким видом метеоритов является каменно-железный. От общей численности эти небесные тела составляют лишь 2%. Метеориты состоят в равной степени из камней и железа, дополнительно их делят на мезосидериты и палласиты. Каменно-железные небесные объекты были сформированы на границе мантии родительских тел или коры.

Среди частных коллекционеров самыми востребованными экземплярами являются палласиты. Состоят они из матрицы железа и никеля, которая заполнена оливином. Если кристаллы последнего вещества чистые и имеют зеленый оттенок, их расценивают как драгоценные камни – перодоты. Самой маленькой группой каменно-железных метеоритов являются мезосидериты. Такие объекты выглядят достаточно привлекательно, состоят из никеля и силикатов.

Чем метеорит отличается от метеора, болида, кометы и астероида

Фотография кометы NEOWISE

Нередко метеорит могут ошибочно назвать болидом, метеором или астероидом. Чтобы понимать классификацию космических тел, нужно изучить их характеристики.

Метеориты – небесные тела, которые смогли преодолеть атмосферу планеты и упасть на ее поверхность.
Метеоры – небольшие осколки космических тел, не превышающие размером несколько сантиметров. Эти частицы входят в атмосферу на большой скорости и ярко сгорают, имитируя падающую звезду.
Болид – это достаточно яркий метеор. За таким огненным шаром можно видеть след дыма. Полет космического тела сопровождается громким шумом, а завершается нередко взрывом.
Кометы – это тела, состоящие изо льда и газа, которые вращаются вокруг Солнца. Когда комета приближается к Солнцу, у нее появляется хвост, длина которого нередко достигает миллионов километров.
Астероиды – прочие инертные космические тела из камня. Большинство их орбит располагаются между Марсом и Юпитером, а их внешний пояс за орбитой Плутона.

Родительские тела метеоритов

Видманштеттеновы фигуры на срезе метеорита

После изучения химического и других составов метеоритов ученые сделали вывод, что они представляют собой осколки крупных объектов Солнечной системы. Радиус таких родительских тел составляет примерно 200 км. Самые крупнейшие астероиды имеют примерно такой размер. Итог анализа основан на времени остывания метеорита из железа, где получается несколько сплавов с никелем, образующих видманштеттеновы фигуры.

Подразумевается, что каменные метеориты были выбиты из небольших планет, которые не имеют атмосферы и покрыты кратерами, примерно как Луна. Однако, стоит отметить, что метеориты и образцы земного спутника существенно отличаются своим химическим составом. Отсюда можно сделать вывод, что метеориты не прибывали именно с Луны.

Интересный факт: на основе анализа фотографий полета метеоритов ученые сделали вывод, что они пришли из пояса астероидов.

Метеоритные дожди

Изображение метеоритного дождя

В атмосфере Земли метеорит начинает разрушаться. Множество осколков падает на планету, создавая кратеры. Такое явление принято называть метеоритным дождем, которое некоторые путают с метеорным. Разница заключается в том, что метеоры никогда не достигают поверхности Земли, а вот осколки метеорита могут приносить значительный урон.

Органика в составе метеоритов

Метеориты с углеродом в составе нередко покрыты тонкой коркой в виде стекла, которая образуется при воздействии высоких температур во время падения. Такое покрытие служит неплохой защитой от внешней среды и сохраняет состав небесного тела. Во время многолетних исследований химической структуры метеоритов было установлено, что в них содержатся элементы, очень схожие с теми, которые имеют земное происхождение. В качестве примера стоит привести карбоновую кислоту, углеводород, соединения азота. Говорить точно о том, что такие находки подтверждают наличие внеземной жизни нельзя.

Читайте также: