Інформаційний проект, сила тяжіння на інших планетах, контент-платформа
Сила тяжіння на інших планетах
Виконала учениця 7 класу МОУ «ЗОШ с. Березина Річка Сумиского району Сумиской області »
Байбекова Маша. 13 років.
Керівник вчитель фізики та інформатики МОУ «ЗОШ с. Березина Річка Сумиского району Сумиской області »
.
Уявімо собі, що ми вирушаємо в подорож по Сонячній системі. Яка сила тяжіння на інших планетах? На яких ми будемо легше, ніж на Землі, а на яких важче?
1. Що називається силою тяжіння? Значення сили тяжіння.
2. Як визначити силу тяжіння? Від чого залежить її значення?
3. Які планети утворюють Сонячну систему? Чим вони відрізняються?
4. Сила тяжіння на різних планетах Сонячної системи.
Що називається силою тяжіння?
Сила тяжіння завжди спрямована до центру планети. На малюнку показано, що Земля притягує хлопчика і м'яч з силами, спрямованими вниз, тобто до центру планети. Напрямок «вниз» по-різному для різних місць на планеті. Це буде справедливо і для інших планет і космічних тіл.
Сила тяжіння повідомляє тілу прискорення, яке називається прискоренням вільного падіння і чисельно дорівнює 9,8 м / с2. Це означає, що будь-яке тіло, незалежно від його маси при вільному падінні (без опору повітря) змінює свою швидкість за кожну секунду падіння на 9,8 м / с.
Завдяки тяжінню до Землі тече вода в річках. Людина, підстрибнувши, опускається на Землю, тому що Земля притягує його. Земля притягує до себе всі тіла: Місяць, воду морів і океанів, будинки, супутники і т. П. Завдяки силі тяжіння вигляд нашої планети безперервно змінюється. Сходять з гір лавини, рухаються льодовики, обрушуються каменепади, випадають дощі, течуть річки з пагорбів на рівнини, утворюються водоспади і т. Д.
Всі живі істоти на землі відчувають її тяжіння. Рослини також «відчувають» дію і напрямок сили тяжіння, через що головний корінь завжди зростає вниз, до центру землі, а стебло вгору.
Земля і всі інші планети, що рухаються навколо Сонця, притягуються до нього і один до одного. Не тільки Земля притягує до себе тіла, але і ці тіла притягують до себе Землю. Притягують один одного і все тіла на Землі. Наприклад, тяжіння з боку Місяця викликає на Землі припливи і відливи води, величезні маси якої піднімаються в океанах і морях двічі на добу на висоту кількох метрів. Притягують один одного і все тіла на Землі. Тому ВЗАЄМНЕ ТЯЖІННЯ ВСІХ ТЕЛ ВСЕСВІТУ НАЗИВАЄТЬСЯ всесвітнього тяжіння.
Як визначити силу тяжіння? Від чого залежить її значення?
З підручника фізики 7 класу дізнаємося, щоб визначити силу тяжіння, що діє на тіло будь-якої маси, необхідно прискорення вільного падіння помножити на масу цього тіла.
,
де m-маса тіла, g - прискорення вільного падіння.
З формули видно, що значення сили тяжіння збільшується зі збільшенням маси тіла. Так само видно, що сила тяжіння залежить також від величини прискорення вільного падіння. Значить, робимо висновок: для тіла незмінною маси значення сили тяжіння змінюється зі зміною прискорення вільного падіння.
Отже, поки ми ще не покинули Землю, виконаємо такий досвід: подумки опустимося на один із земних полюсів, а потім уявимо собі, що ми перенеслися на екватор. Цікаво, чи змінився наш вага?
Але Земля - НЕ куля. Вона сплюснута біля полюсів і витягнута уздовж екватора.
Екваторіальний радіус Землі довше полярного на 21 км. Виходить, що сила земного тяжіння діє на екваторі як би здалеку. Ось чому вага одного і того ж тіла в різних місцях Землі неоднаковий. Найважче предмети повинні бути на земних полюсах і найлегше - на екваторі. Тут вони стають легше на 1/190 в порівнянні з їх вагою на полюсах. Звичайно, виявити це зміна ваги можна тільки за допомогою пружинних ваг. Невелике зменшення ваги предметів на екваторі відбувається також за рахунок відцентрової сили, що виникає внаслідок обертання Землі. Таким чином, вага дорослої людини, який прибув з високих полярних широт на екватор, зменшиться в цілому приблизно на 5 Н.
Тепер доречно запитати: а як буде змінюватися вага людини, що подорожує по планетах Сонячної системи?
Які планети утворюють Сонячну систему?
Чим вони відрізняються?
Планети здавна ділилися вченими на дві групи. Перша - це планети земного типу: Меркурій, Венера, Земля, Марс, з недавніх пір - Плутон. Для них характерні відносно невеликі розміри, мала кількість супутників і твердий стан. Решта - Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун - планети-гіганти, що складаються з газоподібного водню і гелію. Всі вони рухаються навколо Сонця по еліптичних орбітах, відхиляючись від заданої траєкторії, якщо поруч проходить планета-сусід.
Сила тяжіння на різних планетах Сонячної системи.
Наша «перша космічна станція» - Марс. Скільки ж людина буде важити на Марсі? Зробити такий розрахунок неважко. Для цього необхідно знати масу і радіус Марса.
Як відомо, маса "червоної планети" в 9,31 рази менше маси Землі, а радіус в 1,88 рази поступається радіусу земної кулі. Отже, через дії першого фактора сила тяжіння на поверхні Марса повинна бути в 9,31 рази менше, а через другого - в 3,53 рази більше, ніж у нас (1,88 * 1,88 = 3,53 ). В кінцевому рахунку вона становить там не більше 1/3 частини земної сили тяжіння (3,53. 9,31 = 0,38). Таким же чином можна визначити напруга сили тяжіння на будь-якому небесному тілі.
Тепер домовимося, що на Землі космонавт-мандрівник важить рівно 70кг. Тоді для інших планет отримаємо наступні значення ваги (планети розташовані в порядку зростання ваги):
Меркурій - 265 Н
Як бачимо, Земля по напрузі сили тяжіння займає проміжне положення між планетами-гігантами. На двох з них - Сатурні і Урані - сила тяжіння трохи менше, ніж на Землі, а на двох інших - Юпітері і Нептуні - більше. Правда, для Юпітера і Сатурна вага дан з урахуванням дії відцентрової сили (вони швидко обертаються). Остання зменшує вагу тіла на екваторі на кілька відсотків.
Слід зауважити, що для планет-гігантів значення ваги дані на рівні верхнього шару хмар, а не на рівні твердої поверхні, як у земноподобних планет (Меркурія, Венери, Землі, Марса) і у Плутона.
Перший і найбільший астероїд - Церера був відкритий в 1801 р Його радіус близько 500 км, а маса приблизно 1,2 • 1021 кг (т. Е. В 5000 разів менше, ніж у Землі). Неважко підрахувати, що прискорення вільного падіння на Церере приблизно в 32 рази менше, ніж на Землі! У стільки ж разів менше там виявляється і вага будь-якого тіла. Тому космонавт, який опинився на Церере, зміг би підняти вантаж масою 1,5 т.
На Церере, однак, поки що ніхто не був. А ось на Місяці люди вже побували. Вперше це сталося влітку 1969 р коли космічний корабель «Аполлон-11» доставив на наш природний супутник трьох американських астронавтів. Н. Армстронга, Е. Олдрина і М. Коллінза. «Звичайно, - розповів потім Армстронг, - в умовах місячного тяжіння хочеться стрибати вгору. Найбільша висота стрибка становила два метри - Олдрін стрибнув до третьої сходинки сходів місячної кабіни. Падіння не мали неприємних наслідків. Швидкість настільки мала, що немає підстав побоюватися яких-небудь травм ». Прискорення вільного падіння на Місяці в 6 разів менше, ніж на Землі. Тому, стрибаючи вгору, людина піднімається там на висоту, в 6 разів більшу, ніж на Землі. Щоб підстрибнути на Місяці на 2 м, як це зробив Олдрін, потрібно докласти таке ж зусилля, що і на Землі при стрибку на висоту 33 см.
Цілком зрозуміло, що подорожувати по інших планетах людина може тільки в спеціальному герметичному скафандрі, забезпеченому приладами системи життєзабезпечення. Вага скафандра американських астронавтів, в якому вони виходили на поверхню Місяця, дорівнює приблизно вазі дорослої людини. Тому наведені нами значення ваги космічного мандрівника на інших планетах треба щонайменше подвоїти. Тільки тоді ми отримаємо вагові величини, близькі до дійсних.
Якщо нам доведеться космічну подорож по планетам Сонячної системи, то потрібно бути готовим до того, що наш вага буде змінюватися. Наочно це зміна можна спостерігати на діаграмі:
Список використаної літератури:
1. Фізіка.7 клас.
і ресурсів Інтернет: