Mennyi egy űrhajós súlya? Mennyi a Hold súlya Hogyan számítsuk ki a súlyunkat a Holdon

Bármely test súlyát, amint azt az iskolai fizikaórákon tanultuk, a gravitációs erő határozza meg, amely egyenesen arányos a bolygó tömegével és fordítottan arányos a sugarának négyzetével. Így egyértelmű, hogy a bolygó méretétől és méretétől függően a bolygó felszínére helyezett test súlya is változik.

Még a Földön is, mivel nem szigorúan gömb alakú, bármely tárgy súlya a szélességtől függően változik. A föld a sarkoknál lapított, és az Egyenlítő mentén megnyúlik. Ezért az a személy, aki mondjuk 80 kilogrammot nyom az Északi-sarkkörön, körülbelül 0,5 kilogrammot fog fogyni az egyenlítőn.

Hogyan változik az ember súlya a Naprendszer különböző bolygóin?

Higany

A Merkúr tömege a Föld tömegének egy huszad része. A bolygón először 1961-ben végeztek rádiócsillagászati ​​méréseket Howard, Barrett és Haddock amerikaiak. A múlt század 70-es éveiben és 2011-ben a Mariner és a Messenger űrszondákat a Merkúrhoz küldték. A Merkúron egy 80 kg-os ember súlya alig haladja meg a 30 kg-ot.

Vénusz

Ezt a bolygót néha "Föld testvérének" nevezik, mert a Vénusz és a Föld tömege és mérete nem különbözik túlságosan egymástól. A Vénusz csak valamivel kisebb, mint szülőbolygónk. Az Energia rakéta- és űrvállalat szovjet tudósainak kutatása. Koroljev, aki 1967-ben küldte a Venera 1 űrszondát, megmutatta, hogy egy ember súlya itt nem lesz túlságosan más, mint a Földön. A Vénuszon 80 kilogramm súlya 72 és fél kilóra csökkenne.

Mars

A Mars tömege a Föld tömegének 10,7%-a. A múlt század 60-as évei óta a Marsot mind a mi, mind a külföldi tudósok aktívan tanulmányozták. Ide küldték a „Mars” és „Phobos” (Szovjetunió), „Mariner”, „Viking” (USA), „Mangalyan” (India) stb.

Ezeknek a tanulmányoknak köszönhetően tudjuk, hogy a Marson egy ember súlya, amely a Földön 80 kg, 30 kg-ra csökken.

Jupiter

A Jupiter tömege 318 Földtömeg. A Pioneer (Szovjetunió), a Voyager (USA) és más űrszondák felbocsátásával lehetőség nyílt a Jupitert, légkörének összetételét, tömegét és egyéb paramétereit tanulmányozni.

Egy ember súlya (ha 80 kg) itt elérné a 189 kg-ot. Figyelembe kell venni, hogy a súly a felső felhőrétegre vonatkozik, és nem a szilárd felszínre, amely olyan mélyen van a Jupiterben, hogy a tudósok keveset tudnak az ott lezajló folyamatokról.

Szaturnusz

A bolygó tömege 95 Földtömeg. Napjainkban a Szaturnuszt a Hubble Űrteleszkóp, valamint a Pioneer és a Voyager űrszondák kilövési programjai segítségével tárták fel.

A Szaturnusz felhőrétegének határán bármely test súlya megközelíti a Földét, így itt a 80 kilogrammból 73 lesz. Az tény, hogy a tanulmányok kimutatták ennek a bolygónak a rendkívül alacsony sűrűségét. Ez kisebb, mint a víz sűrűsége.

Uránusz

A Voyager 2 program kutatása lehetővé tette a tudósok számára, hogy kiderítsék, hogy az Uránusz tömege 14 Föld tömegével egyenlő. Az alacsony sűrűség miatt azonban egy ember súlya az Uránuszon alig különbözne a földi súlyától. 80 kilogrammból 71 kg maradna.

Neptun

A Neptunusz tömege 17 földi tömeg. Ezen a „gázóriáson”, amely olyan messze van a Naptól, hogy néha „jégóriásnak” is nevezik, egy ember tömege, amely a Földön 80 kg-nak felel meg, elérné a 90 kilogrammot.

Plútó

Ezt az apró égitestet, amelynek tömege a Föld tömegének 0,0025-szöröse (azaz 500-szor könnyebb, mint a Föld!), 1930-ban fedezték fel. A szovjet tudósok még az 1950-es években azt sugallták, hogy a Plútó nem a szó szoros értelmében vett bolygó, hanem a „törpe bolygóknak” nevezett égitestekhez tartozik. 2006-ban a Plútó elvesztette a bolygó „címét”, és a törpebolygók közé sorolták, egy 80 kilogrammos ember a Földön mindössze 5 kilogrammot nyomna a Plútón.

Érdekel a csillagászat? Mi a helyzet a fizikával? Talán gyerekkorodban arról álmodoztál, hogy űrhajós leszel?
Szeretné tudni, mennyit nyomna Ön (vagy bármely tárgy) a Szaturnuszon, vagy a Merkúron, a Jupiteren? Használd az online súlykalkulátort különböző bolygókon!

Tudod, hogy még a Földön sem mindenhol egyforma a súlyod?

Ne ijedjen meg, ha hirtelen 0,5 kg-ot hízik, miközben az Egyenlítőtől a sarkig utazik. Valójában semmi sem változott rajtad!

Mitől függ a súlyunk? Hát igen, persze, a bolygó gravitációjától! Az űrben, ahol nincs gravitáció, minden ember és a tárgyak is súlytalanságban vannak. Semmi súlyuk, semmi súlyuk, és nyugodtan lebegnek az űrben!

És mivel a gravitációs erő a különböző bolygókon más és más, testünk súlya is más lesz. A Holdon hatalmas ugrásokkal fogsz mozogni, mert... kicsi lesz a súlyod, és valami neutroncsillagon olyan lesz a súlyod, hogy még egy lépést sem tudsz tenni.

Tehát a mi világunkban minden nagyon relatív... és a súly is.

Egy közönséges klasszikus múzeumra asszociálunk a félig üres visszhangzó termekkel, a poros kiállítási tárgyakkal a vitrinekben és a kalauz megnyugtató hangjával.

Nyugaton azonban már évtizedek óta sikeresen létezik egy új típusú múzeum – az interaktív. Az interaktív múzeum fő gondolata nem a kalauz monológja és a kiállítás passzív megtekintése, hanem a látogatók bevonása a tárlatokkal való interakcióba. Egy interaktív múzeum remek alkalom arra, hogy néhány óra szabadidőt kellemesen és hasznosan töltsünk el. Egyéni látogató, család vagy diákcsoport számára érdekes lesz. Örömmel látunk múzeumunkban minden korosztályt: általános iskolásokat és szüleiket, valamint nagyszülőket.

A felszerelés tekintetében a Lunarium nem rosszabb, mint az európai tudományos központok és múzeumok. Két emeleten található, és „Csillagászat és fizika” és „Térmegértés” részekből áll. A tárlaton több mint nyolcvan olyan tárlat látható, amelyek játékos formában mutatnak be világosan különböző fizikai törvényeket és természeti jelenségeket. Itt a természet törvényeinek megnyilvánulásai hol vizuálisak, hol viccesek, hol csodának tűnnek. A „Csillagászat és fizika” szekció kiállítása a tudomány csodálatos világába vezet be bennünket, ahol minden kiállítás egy igazi tudományos laboratórium, ahol minden látogató kísérletező tudósnak érezheti magát. Itt mesterséges felhőket és tornádókat hozhat létre, elektromos energiát generálhat, elektronikus zenét komponálhat, űrbiciklizhet és megtudhatja súlyát más bolygókon. Az olyan kiállítások pedig, mint a „Fekete lyuk”, „Mágikus hiperboloid pálca”, „Ferrofluid sündisznó”, „Plazmagolyó” és „Optikai illúziók”, minden bizonnyal rendkívüli érdeklődést, sok kérdést és heves vitát váltanak ki a látogatók körében. A grandiózus Foucault-inga minden látogatót meggyőz arról, hogy a Föld forog a tengelye körül, a Tellúr pedig a nappal és az éjszaka, valamint az évszakok körforgását szemlélteti.

A „Térmegértés” című kiállítás tematikus rekeszekkel ellátott űrállomás formájában készült. Az egyik rekeszből a másikba költözve megteheti a bolygóközi utazást, ellátogathat a Hold-laboratóriumba, megismerkedhet az Ősrobbanás történetével, és megtehet egy Utazást a Végtelenbe! Útközben megfigyeléseket végezhet különböző optikai rendszerek teleszkópjain, megmentheti a bolygót az aszteroidáktól, üzenetet küldhet az idegeneknek, indíthat levegő- és hidrogénrakétákat, megismerheti a súlytalanság és a vákuum tulajdonságait.

Minden kiállításon egy színes plakett található, amely segít minden szükséges információ megszerzésében a kiállítások önálló felfedezéséhez. Ha szükséges, a teremben tanácsadók - a Moszkvai Állami Egyetem Fizikai Karának felső tagozatos hallgatói és diplomásai - segítenek. Elmagyarázzák a vonatkozó kiállítások célját és működési elveit, és válaszolnak minden kérdésre.

Az iskolai csoportok számára tematikus és ismeretterjesztő kirándulásokat biztosítunk szakképzett idegenvezetők kíséretében. Az interaktív múzeum a felszabadulás. Itt minden felnőtt újra gyermek úttörőnek érezheti magát, és a gyerekekkel együtt ragyogó és felejthetetlen benyomásokat szerezhet. A gyerekek pedig kipróbálhatják magukat a tudományos kutatók szerepében. Itt az a lényeg, hogy világossá váljon, hogy a tudás kísérletekből és megfigyelésekből születik.

Az interaktív múzeum érdekes, felejthetetlen kísérletek és felfedezések mesés kaleidoszkópja, igazi lakomája az élő képzeletnek. Várunk benneteket nálunk, és reméljük, hogy gyakori és szívesen látott vendégeink lesznek. Találkozunk a Lunariumban!

A csillagászatban keveset olvasott emberek gyakran csodálkoznak azon a tényen, hogy a tudósok anélkül, hogy meglátogatnák a Holdat és a bolygókat, magabiztosan beszélnek a felszínükön lévő gravitációs erőről. Mindeközben egyáltalán nem nehéz kiszámolni, hány kilogrammot kell nyomnia egy más világokra átvitt súlynak. Ehhez csak az égitest sugarát és tömegét kell ismerni.

Határozzuk meg például a Hold gravitációs feszültségét. A Hold tömege, mint tudjuk, 81-szer kisebb, mint a Föld tömege. Ha a Földnek ilyen kis tömege lenne, akkor felszínén a gravitáció 81-szer gyengébb lenne, mint most. De Newton törvénye szerint a labda úgy vonz, mintha minden tömege a középpontban összpontosulna. A Föld középpontja a Föld sugarának távolságára van a felszínétől, a Hold középpontja a Hold sugarától. De a Hold sugara a Föld sugarának 27/100-a, és a távolság 100/27-szeres csökkentésével a vonzás ereje (100/27) kétszeresére nő. Ez azt jelenti, hogy a végső gravitációs feszültség a Hold felszínén az

Tehát egy 1 kg-os súly kerül a felszínre

A hold súlya ott csak 1/6 kg lenne, de a súlycsökkenést természetesen csak rugómérleg (90. ábra) segítségével lehetett kimutatni, emelős mérleggel nem.

Rizs. 90. Mennyi lenne egy ember súlya a különböző bolygókon? Egy ember súlya a Plúton nem 18 kg, hanem csak 3,6 kg (a modern adatok szerint)

Érdekes, hogy ha víz létezne a Holdon, egy úszó ugyanúgy érezne egy holdtóban, mint a Földön. Súlya hatszorosára csökkenne, de az általa kiszorított víz tömege ugyanennyivel csökkenne; az arány ugyanaz lenne, mint a Földön, és az úszó pontosan ugyanannyit merülne a Hold vizébe, mint amennyit itt merül.

A víz fölé való emelkedés azonban a Holdon érezhetőbb eredményt adna: mivel az úszó testének súlya csökkent, így kisebb izomfeszüléssel is fel lehet emelni.

Az alábbiakban egy táblázat látható a különböző bolygók gravitációjának nagyságáról a Földéhez képest.

Amint az a táblából is látható, Földünk gravitációs szempontból az ötödik helyen áll a Naprendszerben a Jupiter, a Neptunusz, a Szaturnusz és az Uránusz után.

Az emberek ősidők óta álmodoztak a csillagokhoz való utazásról, attól kezdve, hogy az első csillagászok primitív teleszkópokon keresztül megvizsgálták rendszerünk más bolygóit és azok műholdait. Azóta sok évszázad telt el, de sajnos a bolygóközi repülések, és különösen más csillagokhoz való repülés még mindig lehetetlen. És az egyetlen földönkívüli objektum, amelyet a kutatók felkerestek, a Hold.

Tudjuk A gravitáció az az erő, amellyel a Föld különböző testeket vonz.

A gravitációs erő mindig a bolygó közepe felé irányul. A gravitációs erő gyorsulást kölcsönöz a testnek, amelyet gravitációs gyorsulásnak nevezünk, és számszerűen 9,8 m/s 2. Ez azt jelenti, hogy bármely test, függetlenül a tömegétől, szabadesésben (légellenállás nélkül) 9,8 m/s-mal változtatja a sebességét minden esés másodpercében.

A képlet segítségével keressük meg a gravitációs gyorsulást

Az M bolygók tömege és R sugara csillagászati ​​megfigyeléseknek és összetett számításoknak köszönhetően ismert.

és G a gravitációs állandó (6,6742 10 -11 m 3 s -2 kg -1).

Ha ezt a képletet alkalmazzuk a gravitációs gyorsulás kiszámítására a Föld felszínén (tömeg M = 5,9736 1024 kg, sugár R = 6,371 106 m), akkor azt kapjuk, hogy g = 6,6742 * 10 * 5,9736 / 6,371 * 6,371 = 9,822 m/s 2

Az egységrendszerek építésénél alkalmazott standard („normál”) érték g = 9,80665 m/s 2, a műszaki számításokban általában g = 9,81 m/s 2 -t vesznek fel.

A g standard értékét bizonyos értelemben a Földön a gravitáció által okozott "átlagos" gyorsulásként határozták meg, amely megközelítőleg megegyezik a gravitációból adódó gyorsulással a tengerszinti szélesség 45,5°-án.

A Föld felé irányuló gravitáció következtében a víz a folyókban folyik. Egy ember ugrik és esik a Földre, mert a Föld vonzza. A Föld minden testet magához vonz: a Holdat, a tengerek és óceánok vizét, házakat, műholdakat stb. A gravitációs erőnek köszönhetően bolygónk megjelenése folyamatosan változik. A hegyekből lavinák ereszkednek le, gleccserek mozognak, sziklaomlások, esőzések, folyók ömlenek a dombokról a síkságra.

A földön minden élőlény érzi vonzását. A növények is „érzik” a gravitáció hatását és irányát, ezért a fő gyökér mindig lefelé, a föld közepe felé, a szár pedig mindig felfelé nő.

A Föld és az összes többi, a Nap körül mozgó bolygó vonzódik hozzá és egymáshoz. Nemcsak a Föld vonzza magához a testeket, hanem ezek a testek a Földet is magukhoz. Vonzzák egymást és minden testet a Földön. Például a Hold felől érkező vonzás apályokat és vízáramlásokat okoz a Földön, amelyek hatalmas tömegei az óceánokban és a tengerekben naponta kétszer több méter magasra emelkednek. Vonzzák egymást és minden testet a Földön. Ezért AZ UNIVERZUM MINDEN TESTÉNEK KÖLCSÖNÖS VONZÁSÁT UNIVERZÁLIS GRAVITÁCIÓNAK NEVEZzuk.

A bármilyen tömegű testre ható gravitációs erő meghatározásához meg kell szorozni a gravitációs gyorsulást ennek a testnek a tömegével.

F = g * m,

ahol m a test tömege, g a szabadesés gyorsulása.

A képlet azt mutatja, hogy a gravitáció értéke a testtömeg növekedésével nő. Az is világos, hogy a nehézségi erő a nehézségi gyorsulás nagyságától is függ. Ebből arra következtethetünk, hogy állandó tömegű test esetén a gravitációs erő értéke a gravitációs gyorsulás változásával változik.

A g=GM/R 2 nehézségi gyorsulás meghatározására szolgáló képlet segítségével

Bármely bolygó felszínén kiszámolhatunk g értékeket. Az M bolygók tömege és R sugara csillagászati ​​megfigyeléseknek és összetett számításoknak köszönhetően ismert. ahol G a gravitációs állandó (6,6742 10 -11 m 3 s -2 kg -1).

A bolygókat a tudósok régóta két csoportra osztják. Az első a földi bolygók: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars és újabban a Plútó. Viszonylag kis méret, kevés műhold és szilárd állapot jellemzi őket. A többiek a Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz - hidrogénből és héliumgázból álló óriásbolygók. Mindannyian elliptikus pályán keringenek a Nap körül, és eltérnek egy adott pályától, ha egy szomszédos bolygó elhalad a közelben.

Az „első űrállomásunk” a Mars. Mennyi lesz egy ember súlya a Marson? Nem nehéz egy ilyen számítást elvégezni. Ehhez ismernie kell a Mars tömegét és sugarát.

Mint ismeretes, a „vörös bolygó” tömege 9,31-szer kisebb, mint a Föld tömege, sugara pedig 1,88-szor kisebb, mint a földgömb sugara. Ezért az első tényező hatása miatt a Mars felszínén a gravitáció 9,31-szer kisebb, a második miatt pedig 3,53-szor nagyobb, mint a miénk (1,88 * 1,88 = 3,53 ). Végső soron a Föld gravitációjának valamivel több, mint 1/3-át teszi ki (3,53: 9,31 = 0,38). 0,38 g a földitől, ami körülbelül fele annyi. Ez azt jelenti, hogy a vörös bolygón sokkal magasabbra vágtathatsz és ugorhatsz, mint a Földön, és az összes súly sokkal kisebb lesz. Ugyanígy bármely égitesten meghatározhatja a gravitációs feszültséget.

Most határozzuk meg a gravitációs feszültséget a Holdon. A Hold tömege, mint tudjuk, 81-szer kisebb, mint a Föld tömege. Ha a Földnek ilyen kis tömege lenne, akkor felszínén a gravitáció 81-szer gyengébb lenne, mint most. De Newton törvénye szerint a labda úgy vonz, mintha minden tömege a középpontban összpontosulna. A Föld középpontja a Föld sugarának távolságára van a felszínétől, a Hold középpontja a Hold sugarától. De a Hold sugara a Föld sugarának 27/100-a, és a távolság 100/27-szeres csökkentésével a vonzás ereje (100/27) kétszeresére nő. Ez azt jelenti, hogy a végső gravitációs feszültség a Hold felszínén az

100 2/27 2 * 81 = 1/6 földi

Érdekes, hogy ha víz létezne a Holdon, egy úszó ugyanúgy érezne egy holdtóban, mint a Földön. Súlya hatszorosára csökkenne, de az általa kiszorított víz tömege ugyanennyivel csökkenne; az arány ugyanaz lenne, mint a Földön, és az úszó pontosan ugyanannyit merülne a Hold vizébe, mint amennyit itt merül.

szabadesés gyorsulása egyes égitestek felszínén, m/s 2

V 273,1

Merkúr 3,68-3,74

Vénusz 8.88

Föld 9.81

Hold 1.62

Ceres 0,27

Mars 3.86

Jupiter 23,95

Szaturnusz 10.44

urán 8,86

Neptunusz 11.09

Plútó 0,61

Amint az a táblázatból látható, a gravitációból adódó gyorsulás közel azonos értéke van jelen a Vénuszon, és 0,906 a Földtől.

Most egyezzünk meg abban, hogy a Földön egy űrhajós-utazó pontosan 70 kg-ot nyom. Ezután a többi bolygó esetében a következő súlyértékeket kapjuk (a bolygók súlyuk növekvő sorrendben vannak elrendezve):

De a Napon a gravitáció (vonzás) 28-szor erősebb, mint a Földön. Az emberi test súlya 20 000 N lenne, és saját súlya azonnal összetörné.

Ha az űrben kell utaznunk a Naprendszer bolygóin keresztül, akkor fel kell készülnünk arra, hogy a súlyunk megváltozik. A gravitációs erő különféle hatással van az élőlényekre is. Egyszerűen fogalmazva, amikor más lakható világokat fedezünk fel, látni fogjuk, hogy lakóik nagyban különböznek egymástól a bolygóik tömegétől függően. Például, ha a Hold lakott lenne, akkor nagyon magas és törékeny lények laknának, és fordítva, egy Jupiter tömegű bolygón a lakók nagyon alacsonyak, erősek és masszívak lennének. Ellenkező esetben ilyen körülmények között egyszerűen nem tudsz túlélni gyenge végtagokkal, bármennyire is próbálkozol. A gravitációs erő fontos szerepet fog játszani ugyanazon Mars jövőbeni gyarmatosításában.