Gravitație - cutie de junk astronomică
Postat de Denise. Postat în Mecanica celestă
Gravitatie
Gravitația se mai numește gravitație sau, în raport cu pământul, gravitație.
Este o forță foarte ciudată. Până în prezent nu este clar cum funcționează de fapt. Ceea ce știm este că corpurile se atrag reciproc. Cât de puternică depinde de masa lor și de distanța dintre ele. Cu cât sunt mai aproape, cu atât se atrag mai mult.
Dacă un corp este mult mai greu decât celălalt, îl atrage și el mult mai mult. Am putut experimenta acest efect în 1994, când mica cometă Shoemaker-Levy a trecut aproape de marele Jupiter și a fost atât de atrasă de el încât a plonjat în atmosfera lui Jupiter și a ars.
Gravitația pământului face ca totul să fie atras spre centrul pământului. Deci, nu contează dacă suntem „sus” în Europa sau „jos” în Australia pe pământ - nimeni nu cade de pe pământ. Toate sunt atrase spre centru și ținute. Nu există adevărat în sus și în jos.
Pentru a obține ceva, de exemplu o rachetă, departe de pământ, sunt necesare forțe enorme de împingere, care trebuie să depășească gravitația pământului. Dacă chiar și un singur motor al rachetei cedează în timpul lansării, acesta nu va ajunge în spațiu. Va zbura în sus, dar apoi se va prăbuși într-un arc larg.
Gravitația determină, de asemenea, curbarea spațiului în jurul unui corp. Acest lucru este foarte greu de înțeles și a fost descoperit abia acum aproximativ 100 de ani. Albert Einstein a explicat acest efect în teoria sa relativității. Pentru a vă putea imagina acest lucru, găsiți-vă o pânză, piatră sau marmură și cineva care se poate alătura. Acum țineți bine cârpa la cele patru colțuri și așezați obiectul pe ea.
Ce se întâmplă cu pânza? Pânza este acum măturată acolo unde se află obiectul. Așa vă puteți imagina spațiul din jurul unui corp ceresc. Soarele nostru, de exemplu, are 98% din masa totală a sistemului solar. A măcinat destul de mult camera.
Găurile negre sunt și mai extreme. Au ieșit din stele extrem de masive și scufundă spațiul în așa fel încât se creează o gaură, ca să spunem așa. Dacă ceva se apropie prea mult de gaura neagră, acesta cade și dispare. Funcționează cu materie și chiar cu lumină! Chiar și razele de lumină nu mai pot scăpa de gaura neagră. De aceea este atât de negru - nu emite lumină.
Curbura spațiului
A patra dimensiune este timpul. Dar nu putem merge decât într-o singură direcție, și anume înainte în viitor.
În imaginea din dreapta, se pot vedea doar două dimensiuni, lungimea și lățimea. Nici spațiul este invizibil și nu are linii, dar dacă ne gândim la ele ne putem imagina mai bine cum va fi afectat de masă.
În imaginea din dreapta nu este nimic îndoit sau îndoit, spațiul nu este influențat de nicio masă.
Imaginea următoare arată modul în care camera este măcinată. Corpul curbează spațiul din jurul său cu masa sa. Cu cât un corp este mai greu, cu atât curbura spațiului este mai mare. Acest lucru este prezentat aici folosind exemplul soarelui.
Pământul are și acest efect, nu la fel de puternic ca soarele, deoarece are mai puțină masă. Deci, vă puteți imagina mai bine de ce un corp mai mic este atras de unul mare: „se rostogolește” în groapa creată de soarele greu.
Singurul motiv pentru care planetele nu se rostogolesc direct în soare și ard acolo este că o altă forță contracarează gravitația sau curbura spațiului: forța centrifugă.
Cu cât o planetă este mai aproape de soare, cu atât gravitația acționează asupra ei. O viteză corespunzător mai mare este necesară pentru o orbită stabilă. Acesta este motivul pentru care Mercur, planeta cea mai apropiată de Soare, se deplasează în jurul Soarelui cu cea mai mare viteză dintre toate planetele. Are o viteză medie de 172.000 km/h incredibilă! De exemplu, este de peste două ori mai rapid decât planeta Marte la 86.760 km/h.
Cât de repede călătoresc toate planetele este afișat în tabelul planetei. Dacă Mercur ar fi mai lent, s-ar apropia din ce în ce mai mult de soare pe o cale spirală și la un moment dat s-ar cufunda în atmosfera sa și ar arde.
Cum funcționează gravitația?
Soarele reține toate planetele, asteroizii, cometele și orice altceva care zumzăie în jurul valorii de gravitația sa și nu le lasă să zboare.
La rândul său, forța centrifugă previne căderea planetelor în soare. Contracarează gravitația în așa fel încât ambele forțe se anulează reciproc și corpul se mișcă pe o orbită în jurul soarelui.
Chiar și pe Pluto, care se află la mai mult de 6 miliarde de kilometri de Soare, gravitația soarelui acționează. Deci, corpurile sistemului solar se mișcă pe orbite destul de stabile în jurul soarelui.
Nu numai soarele, fiecare corp are o atracție. Depinde de masa sa. Deoarece Soarele este cel mai mare corp (are aproximativ 98% din masa totală din sistemul solar), gravitația sa este, de asemenea, cea mai mare și cea mai influentă.
Acest lucru poate fi văzut în exemplul cometelor: ele înconjoară soarele pe elipse alungite. Orbita lor îi conduce prin sistemul solar.
Uneori se mișcă foarte departe în soare. Apoi, viteza de croazieră este, de asemenea, mai mică. Pe măsură ce se apropie de soare, devin din ce în ce mai repede. Cu mult leagăn, ei înconjoară soarele și apoi se îndepărtează de el, încetinind din ce în ce mai mult.
Viteza unui corp ceresc pe orbita sa depinde, așadar, de distanța față de corpul pe care îl orbitează.
În drumul lor în jurul soarelui, cometele trec și de planete mult mai mari decât ele. Orbita lor este influențată de gravitația planetei. În funcție de distanța față de planetă, doar minim sau foarte serios, așa cum am putut observa în 1994.
În acel moment, cometa Shoemaker-Levy 9 s-a apropiat prea mult de planeta Jupiter și a fost sfâșiată de influența gravitațională și aruncată de la curs. În cele din urmă, fragmentele de cometă s-au izbit de gigantul gazos, cometa nu mai există. Imaginea prezintă scufundarea fragmentului G în norii lui Jupiter.
Pământul își schimbă, de asemenea, viteza în drumul său în jurul soarelui.
Când este iarnă în emisfera nordică, pământul este aproape de soare și se mișcă puțin mai repede pe orbita sa.
Apoi are o distanță minimă de 147,1 milioane de kilometri de soare și o viteză de 109 044 km/h.
Vara, pe de altă parte, pământul atinge punctul de pe orbita sa cu cea mai mare distanță de soare. Acum se află la 152,1 milioane de kilometri de soare și se mișcă cu 105 444 km/h mai încet decât iarna.
Același lucru se întâmplă și cu luna, care este influențată în principal de gravitația pământului.
De asemenea, nu este întotdeauna aceeași distanță pe orbita sa.
Există un moment de apropiere cea mai apropiată (distanța pământ - lună este apoi de 363 300 km) și un moment de distanță maximă (405 500 km).
Viteza orbitală a lunii se schimbă în consecință. Acesta variază de la 3873 km/h lângă pământ și la 3470 km/h distanță de pământ.
Indiferent unde suntem pe pământ, nu cădem de pe el. Forța gravitațională funcționează întotdeauna spre centrul pământului. În plus, nu există „sus” sau „jos”.
Ne deplasăm pe o suprafață sferică. Oriunde mergem avem pământul la picioarele noastre și cerul deasupra noastră.
Fie că în Europa, Africa, Asia, America sau Australia, gravitația ne afectează în mod egal peste tot. Nici nu cădem de pe pământ și nici nu stăm pe capul nostru nicăieri (cu excepția sportului ...).
Dacă vrem să părăsim pământul, trebuie să depășim forța gravitațională care ne „leagă” de planeta noastră. Acest lucru necesită o forță mai mare decât gravitația. De aceea, rachetele încep întotdeauna cu un hohot atât de mare și într-o izbucnire extraordinară de foc cu mult abur.
O rachetă spațială are cele mai puternice motoare existente. Pentru a putea genera suficientă forță, rachetele au o mulțime de duze la capătul inferior, din care gazele de eșapament ale motoarelor curg la presiune ridicată și împing racheta în direcția opusă, în sus.
Doar atunci când racheta atinge viteza de evacuare necesară va scăpa permanent de gravitație. Dacă este puțin prea lent, va începe și se va ridica în sus, dar la un moment dat va cădea înapoi spre sol.
Gravitația pe alte corpuri cerești
Pe luna
Luna este mai mică și mai ușoară decât pământul. Deci atracția sa este mai mică. Vizitatorii lunii simt acest lucru pentru că pot sări mai sus și mai departe. Puteai vedea asta în mișcările astronauților americani. Diferența dintre gravitațiile pământului și lunii este enormă. Pur și simplu împărțiți greutatea pe care o arată cântarul dvs. la șase. Atunci știi cât de „greu” ai fi pe lună.
Pe Marte
Gravitația lui Marte este doar o treime din gravitația pământului. Suntem mai ușori pe Marte decât pe Pământ (împărțiți-ne greutatea la trei!), Dar mai grei decât pe Lună. Vizitatorii Marte au putut simți diferența acolo în plimbările lor. Salturile sunt mai ușoare, obiectele pot fi aruncate mai departe decât pe pământ.
Pe planetele cu gaz
Nu putem ateriza pe planete gazoase, deoarece suprafața lor solidă este ascunsă adânc în stratul gros al atmosferei. Dar dacă am putea ateriza, nu ne-am bucura de ea. Planetele mari de gaz au o forță enormă de atracție care ne-ar apăsa pe pământ, nu ne-am putea ridica. Dar, așa cum am spus, vizitele acolo nu sunt posibile. În plus, presiunea aerului din plicul de gaz ne-ar zdrobi.
În stația spațială
Într-o stație spațială există greutate, gravitația este aproape zero. Cu toate acestea, se află în sfera de influență a câmpului gravitațional al Pământului. Dacă stația spațială se oprea, astronauții ar putea simți o ușoară gravitație trăgându-i spre Pământ. Deoarece pământul trage și el de stația spațială și s-ar prăbuși, este ținut pe orbită. Aici forța centrifugă contracarează atracția gravitațională. Deoarece ambele forțe se anulează reciproc, există o greutate la bord.
Puteți afla ce înseamnă greutatea pentru organismul uman pe pagina „Oamenii din spațiu”.
Pe asteroizi
Puteți chiar să vă plimbați pe asteroizi, care sunt acum destul de mici. Cu toate acestea, atracția de acolo este foarte puțin. Sărituri foarte înalte ar fi posibile. Trebuie doar să fii atent să nu plutești accidental, în funcție de mărimea asteroidului.
Dacă doriți să testați ce ar arăta solzii pe alte corpuri cerești, puteți folosi calculatorul de gravitație.