Pada pergantian abad ke-17 dan ke-18, tinggal di Britain seorang saintis, Isaac Newton, yang dibezakan oleh kuasa besar pemerhatian. Kebetulan pemandangan taman, di mana epal jatuh dari dahan ke tanah, membantunya menemui undang-undang graviti sejagat. Daya apakah yang membuatkan janin bergerak lebih pantas dan lebih pantas ke permukaan planet, mengikut undang-undang apakah pergerakan ini berlaku? Mari cuba jawab soalan ini.
Dan jika pokok epal ini, seperti yang pernah dijanjikan oleh propaganda Soviet, tumbuh di Marikh, apakah keadaan musim gugur itu? Pecutan jatuh bebas di Marikh, di planet kita, pada badan lain sistem suria… Apakah yang bergantung padanya, apakah nilai yang dicapainya?
Pecutan jatuh bebas
Apakah yang menarik tentang Menara Condong Pisa yang terkenal? Condongkan, seni bina? ya. Dan ia juga mudah untuk membuang pelbagai objek daripadanya, seperti yang dilakukan oleh penjelajah Itali terkenal Galileo Galilei pada awal abad ke-17. Melemparkan segala macam gizmos, dia perasan bahawa bola berat pada saat-saat pertama jatuh bergerak perlahan, kemudian kelajuannya meningkat. Pengkaji berminat dengan undang-undang matematik mengikut manaperubahan kelajuan berlaku.
Ukuran yang dibuat kemudian, termasuk oleh penyelidik lain, menunjukkan bahawa kelajuan jasad jatuh:
- untuk 1 saat jatuh menjadi sama dengan 9.8 m/s;
- dalam 2 saat - 19.6 m/s;
- 3 – 29.4 m/s;
- …
- n saat – n∙9.8 m/s.
Nilai 9.8 m/s∙s ini dipanggil "pecutan jatuh bebas". Di Marikh (Planet Merah) atau planet lain, adakah pecutan sama atau tidak?
Mengapa ia berbeza di Marikh
Isaac Newton, yang memberitahu dunia apa itu graviti universal, dapat merumuskan hukum pecutan jatuh bebas.
Dengan kemajuan dalam teknologi yang telah meningkatkan ketepatan pengukuran makmal ke tahap baharu, saintis telah dapat mengesahkan bahawa pecutan graviti di planet Bumi bukanlah nilai yang tetap. Jadi, di kutub ia lebih besar, di khatulistiwa ia lebih kecil.
Jawapan kepada teka-teki ini terletak pada persamaan di atas. Hakikatnya adalah bahawa dunia, secara tegasnya, bukanlah satu sfera. Ia adalah ellipsoid, sedikit leper di kutub. Jarak ke pusat planet di kutub adalah kurang. Dan bagaimana Marikh berbeza dalam jisim dan saiz daripada dunia… Pecutan jatuh bebas di atasnya juga berbeza.
Menggunakan persamaan Newton dan pengetahuan umum:
- jisim planet Marikh − 6, 4171 1023 kg;
- purata diameter − 3389500 m;
- pemalar graviti − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Tidak sukar untuk mencari pecutan jatuh bebas di Marikh.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3.71 m/s2.
Untuk menyemak nilai yang diterima, anda boleh melihat mana-mana buku rujukan. Ia bertepatan dengan jadual, yang bermaksud pengiraan telah dibuat dengan betul.
Cara pecutan akibat graviti berkaitan dengan berat
Berat ialah daya yang mana mana-mana badan dengan jisim menekan permukaan planet. Ia diukur dalam newton dan sama dengan hasil darab jisim dan pecutan jatuh bebas. Di Marikh dan mana-mana planet lain, sudah tentu, ia akan berbeza daripada bumi. Jadi, di Bulan, graviti adalah enam kali lebih rendah daripada di permukaan planet kita. Ini malah menimbulkan kesukaran tertentu bagi angkasawan yang mendarat di satelit semula jadi. Ternyata lebih mudah untuk bergerak, meniru seekor kanggaru.
Jadi, seperti yang dikira, pecutan jatuh bebas di Marikh ialah 3.7 m/s2, atau 3.7 / 9.8=0.38 Bumi.
Dan ini bermakna berat mana-mana objek di permukaan Planet Merah hanya akan menjadi 38% daripada berat objek yang sama di Bumi.
Bagaimana dan di mana ia berfungsi
Mari mengembara secara mental melalui Alam Semesta dan temui pecutan jatuh bebas di planet dan badan angkasa yang lain. Angkasawan NASA merancang untuk mendarat di salah satu asteroid dalam dekad akan datang. Mari kita ambil Vesta, asteroid terbesar dalam sistem suria (Ceres lebih besar, tetapi baru-baru ini dipindahkan ke kategori planet kerdil, "dinaikkan pangkat").
g Vesta=0.22 m/s2.
Semua badan besar akan menjadi 45 kali lebih ringan. Dengan graviti yang kecil, apa-apa kerja di permukaan akan menjadi masalah. Hentakan atau lompatan yang cuai akan segera melontarkan angkasawan beberapa puluh meter ke atas. Apa yang boleh kita katakan tentang rancangan untuk pengekstrakan mineral pada asteroid. Jengkaut atau pelantar penggerudian benar-benar perlu diikat pada batuan angkasa ini.
Dan kini melampau yang lain. Bayangkan diri anda berada di permukaan bintang neutron (jasad dengan jisim matahari, sementara mempunyai diameter kira-kira 15 km). Jadi, jika dalam beberapa cara yang tidak dapat difahami angkasawan tidak mati akibat sinaran luar skala semua julat yang mungkin, maka gambar berikut akan muncul di hadapan matanya:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Syiling seberat 1 gram akan seberat 240 ribu tan pada permukaan objek angkasa yang unik ini.
