17. ve 18. yüzyılların başında, Britanya'da büyük gözlem güçleri ile öne çıkan bir bilim adamı olan Isaac Newton yaşıyordu. Öyle oldu ki, elmaların dallardan yere düştüğü bahçe manzarası, evrensel yerçekimi yasasını keşfetmesine yardımcı oldu. Hangi kuvvet fetüsün gezegenin yüzeyine daha hızlı ve daha hızlı hareket etmesini sağlar, bu hareket hangi yasalara göre gerçekleşir? Bu soruları cevaplamaya çalışalım.
Ve bir zamanlar Sovyet propagandasının vaat ettiği gibi bu elma ağaçları Mars'ta büyüseydi, o zaman düşüş nasıl olurdu? Mars'ta, gezegenimizde, güneş sisteminin diğer cisimlerinde serbest düşüşün hızlanması… Neye bağlıdır, hangi değerlere ulaşır?
Serbest düşüş ivmesi
Ünlü Pisa Kulesi hakkında dikkat çekici olan nedir? Eğim, mimari? Evet. Ünlü İtalyan kaşif Galileo Galilei'nin 17. yüzyılın başında yaptığı gibi, ondan çeşitli nesneleri atmak da uygundur. Her türlü zımbırtıyı yere atarak, düşüşün ilk anlarında ağır topun yavaş hareket ettiğini, ardından hızının arttığını fark etti. Araştırmacı, buna göre matematik yasasıyla ilgilendi.hız değişimi gerçekleşir.
Daha sonra yapılan ve diğer araştırmacılar tarafından yapılan ölçümler, düşen cismin hızının:
- 1 saniyelik düşüş 9,8 m/s'ye eşit olur;
- 2 saniyede - 19,6 m/sn;
- 3 – 29,4 m/sn;
- …
- n saniye – n∙9,8 m/sn.
9,8 m/s∙s'lik bu değere "serbest düşüş ivmesi" denir. Mars'ta (Kızıl Gezegen) veya başka bir gezegende ivme aynı mı değil mi?
Mars'ta durum neden farklı
Evrensel yerçekiminin ne olduğunu dünyaya anlatan Isaac Newton, serbest düşüş ivmesi yasasını formüle edebildi.
Laboratuvar ölçümlerinin doğruluğunu yeni bir düzeye çıkaran teknolojideki gelişmelerle birlikte, bilim adamları Dünya gezegenindeki yerçekimi ivmesinin o kadar da sabit bir değer olmadığını doğrulayabildiler. Yani kutuplarda daha büyük, ekvatorda daha azdır.
Bu bilmecenin cevabı yukarıdaki denklemde yatıyor. Gerçek şu ki, küre tam anlamıyla bir küre değildir. Kutuplarda hafifçe basık bir elipsoiddir. Kutuplarda gezegenin merkezine olan mesafe daha azdır. Ve Mars'ın kütle ve büyüklük olarak dünyadan ne kadar farklı olduğu… Üzerindeki serbest düşüşün ivmesi de farklı olacak.
Newton denklemini ve genel bilgileri kullanma:
- Mars gezegeninin kütlesi − 6, 4171 1023 kg;
- ortalama çap − 3389500 m;
- yerçekimi sabiti − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Mars'ta serbest düşüşün ivmesini bulmak zor olmayacak.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3,71 m/s2.
Alınan değeri kontrol etmek için herhangi bir referans kitabına bakabilirsiniz. Tablo ile örtüşüyor yani hesaplama doğru yapılmış.
Yerçekiminden kaynaklanan ivmenin ağırlıkla ilişkisi
Ağırlık, kütlesi olan herhangi bir cismin gezegenin yüzeyine uyguladığı kuvvettir. Newton cinsinden ölçülür ve kütlenin ürününe ve serbest düşüşün ivmesine eşittir. Mars'ta ve başka herhangi bir gezegende, elbette, dünyadan farklı olacaktır. Yani Ay'da yerçekimi gezegenimizin yüzeyinden altı kat daha azdır. Bu, doğal bir uyduya inen astronotlar için bile bazı zorluklar yarattı. Bir kanguruyu taklit ederek hareket etmenin daha uygun olduğu ortaya çıktı.
Yani, hesaplandığı gibi, Mars'taki serbest düşüş ivmesi 3,7 m/s2 veya Dünya'nın 3,7 / 9,8=0,38'dir.
Ve bu, Kızıl Gezegenin yüzeyindeki herhangi bir nesnenin ağırlığının, aynı nesnenin Dünyadaki ağırlığının yalnızca %38'i olacağı anlamına gelir.
Nasıl ve nerede çalışır
Evrende zihinsel olarak dolaşalım ve gezegenler ve diğer uzay cisimlerinde serbest düşüşün ivmesini bulalım. NASA astronotları, önümüzdeki on yıllarda asteroitlerden birine inmeyi planlıyor. Güneş sistemindeki en büyük asteroit olan Vesta'yı ele alalım (Ceres daha büyüktü, ancak son zamanlarda cüce gezegenler kategorisine aktarıldı, “dereceye yükseldi”).
g Vesta=0,22 m/s2.
Tüm büyük bedenler 45 kat daha hafif olacak. Bu kadar küçük bir yerçekimi ile yüzeydeki herhangi bir iş bir problem haline gelecektir. Dikkatsiz bir sarsıntı veya sıçrama, astronotu hemen onlarca metre yukarı fırlatır. Asteroitler üzerinde mineral çıkarma planları hakkında ne söyleyebiliriz. Bir ekskavatör veya sondaj kulesi, kelimenin tam anlamıyla bu uzay kayalarına bağlanmak zorunda kalacak.
Ve şimdi diğer uç nokta. Kendinizi bir nötron yıldızının yüzeyinde hayal edin (yaklaşık 15 km çapında, güneş kütlesine sahip bir vücut). Bu nedenle, eğer astronot anlaşılmaz bir şekilde tüm olası aralıklardaki ölçek dışı radyasyondan ölmezse, o zaman aşağıdaki resim gözlerinin önünde belirecektir:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
1 gram ağırlığındaki bir madeni para, bu eşsiz uzay nesnesinin yüzeyinde 240 bin ton ağırlığında olacaktır.
