น้ำหนักตัวบนดาวเคราะห์ต่างๆ แรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์ คุณรู้หรือไม่ว่าน้ำหนักของคุณบนโลกก็ไม่เท่ากันทุกที่?

เราเชื่อมโยงพิพิธภัณฑ์คลาสสิกธรรมดาๆ กับห้องโถงเสียงสะท้อนที่ว่างเปล่าครึ่งหนึ่ง นิทรรศการที่เต็มไปด้วยฝุ่นในตู้โชว์ และเสียงกล่อมของมัคคุเทศก์

อย่างไรก็ตาม พิพิธภัณฑ์รูปแบบใหม่ได้ดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จในฝั่งตะวันตกมาหลายทศวรรษแล้ว - แบบอินเทอร์แอกทีฟ แนวคิดหลักของพิพิธภัณฑ์แบบโต้ตอบไม่ใช่บทพูดคนเดียวของมัคคุเทศก์และการตรวจสอบนิทรรศการแบบพาสซีฟ แต่เป็นการมีส่วนร่วมของผู้เยี่ยมชมในการโต้ตอบกับการจัดแสดง พิพิธภัณฑ์แบบอินเทอร์แอคทีฟเป็นโอกาสที่ดีที่จะใช้เวลาว่างสองสามชั่วโมงอย่างมีความสุขและสร้างผลกำไร มันจะน่าสนใจสำหรับผู้มาเยี่ยมเป็นรายบุคคล ครอบครัว และกลุ่มนักเรียน เรายินดีที่จะเห็นผู้คนทุกวัยในพิพิธภัณฑ์ของเรา ทั้งนักเรียนที่อายุน้อยกว่า ผู้ปกครอง และปู่ย่าตายาย

ในแง่ของอุปกรณ์ Lunarium ไม่ได้ด้อยกว่าศูนย์วิทยาศาสตร์และพิพิธภัณฑ์ของยุโรป ตั้งอยู่บนสองชั้นและประกอบด้วยส่วน "ดาราศาสตร์และฟิสิกส์" และ "ความเข้าใจในอวกาศ" นิทรรศการประกอบด้วยการจัดแสดงมากกว่า 80 รายการที่แสดงให้เห็นกฎทางกายภาพและปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ ในรูปแบบที่สนุกสนาน ในที่นี้ การสำแดงของกฎแห่งธรรมชาตินั้นบางครั้งดูชัดเจน บางครั้งก็ตลก บางครั้งดูเหมือนปาฏิหาริย์ นิทรรศการในหัวข้อ "ดาราศาสตร์และฟิสิกส์" แนะนำให้เรารู้จักกับโลกแห่งวิทยาศาสตร์ที่น่าอัศจรรย์ โดยแต่ละนิทรรศการเป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง ซึ่งผู้เยี่ยมชมทุกคนสามารถรู้สึกเหมือนเป็นนักวิทยาศาสตร์ทดลอง ที่นี่คุณสามารถสร้างเมฆเทียมและพายุทอร์นาโด สร้างพลังงานไฟฟ้า แต่งเพลงอิเล็กทรอนิกส์ ขี่สเปซไบค์ และค้นหาน้ำหนักของคุณบนดาวเคราะห์ดวงอื่น และการจัดแสดงเช่น "Black Hole", "Hyperboloid Magic Wand", "Ferrofluid Hedgehog", "Plasma Ball" และ "Optical Illusions" จะกระตุ้นความสนใจเป็นพิเศษในหมู่ผู้เข้าชมอย่างแน่นอน คำถามมากมายและการอภิปรายที่ร้อนแรง ลูกตุ้มฟูโกต์อันโอ่อ่าจะโน้มน้าวผู้มาเยือนทุกคนว่าโลกหมุนรอบแกนของมัน และเทลลูเรียมจะแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของกลางวันและกลางคืนและฤดูกาล

นิทรรศการ "ความเข้าใจในอวกาศ" ได้รับการออกแบบในรูปแบบของสถานีอวกาศที่มีช่องใจความ การย้ายจากห้องหนึ่งไปยังอีกห้องหนึ่งทำให้คุณสามารถเดินทางในอวกาศ เยี่ยมชมห้องปฏิบัติการทางจันทรคติ ทำความคุ้นเคยกับประวัติของบิ๊กแบง และเดินทางสู่อนันต์! ระหว่างทาง คุณสามารถทำการสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ของระบบออพติคอลต่างๆ ปกป้องโลกจากดาวเคราะห์น้อย ส่งข้อความถึงมนุษย์ต่างดาว ปล่อยอากาศและจรวดไฮโดรเจน เรียนรู้คุณสมบัติของความไร้น้ำหนักและสุญญากาศ

การจัดแสดงแต่ละงานมีป้ายสีสันสดใสที่จะช่วยให้คุณได้รับข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการสำรวจการจัดแสดงด้วยตัวคุณเอง หากจำเป็นที่ปรึกษาในห้องโถงจะมาช่วย - นักศึกษาอาวุโสและผู้สำเร็จการศึกษาจากคณะฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก พวกเขาจะอธิบายวัตถุประสงค์และหลักการทำงานของการจัดแสดงที่เกี่ยวข้องและตอบคำถามทุกข้อ

สำหรับกลุ่มโรงเรียนจะมีการทัศนศึกษาตามหัวข้อและการศึกษาพร้อมด้วยมัคคุเทศก์ที่มีคุณสมบัติเหมาะสม พิพิธภัณฑ์เชิงโต้ตอบคือการปลดปล่อย ที่นี่ ผู้ใหญ่ทุกคนสามารถรู้สึกเหมือนเป็นผู้ค้นพบเด็กอีกครั้ง และร่วมกับเด็ก ๆ จะได้ความประทับใจที่สดใสและน่าจดจำ และเด็ก ๆ สามารถลองสวมบทบาทนักวิทยาศาสตร์ - นักวิจัยได้ ที่สำคัญที่สุด เป็นที่ชัดเจนว่าความรู้เกิดจากการทดลองและการสังเกต

พิพิธภัณฑ์แบบโต้ตอบเป็นภาพลานตาที่น่าตื่นตาตื่นใจของการทดลองและการค้นพบที่น่าสนใจและน่าจดจำ ซึ่งเป็นงานฉลองที่แท้จริงสำหรับจินตนาการที่มีชีวิต เรากำลังรอคุณอยู่ที่สถานที่ของเราและหวังว่าคุณจะเป็นแขกประจำของเรา เจอกันที่ Lunarium!

วัตถุหรือคน เช่น นักบินอวกาศที่กำลังกระโดดที่แสดงในรูป มีน้ำหนักบนดวงจันทร์น้อยกว่าบนโลก เนื่องจากสนามโน้มถ่วงที่อ่อนกว่าของดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงเป็นแรงโน้มถ่วงพื้นฐานที่แพร่กระจายผ่านอวกาศและกระทำต่อร่างกายทั้งหมด

แรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองชิ้นใดๆ ตัวอย่างเช่น ระหว่างดาวเคราะห์กับบุคคล สามารถหาปริมาณได้ ถ้าทราบมวลของแต่ละวัตถุและระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง มวลซึ่งคงที่คือการวัดปริมาณของสสารที่มีอยู่ในร่างกาย สำหรับน้ำหนักนั้นเป็นการวัดแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกาย ยิ่งสนามโน้มถ่วงแข็งแกร่งมากเท่าไร น้ำหนักของวัตถุก็จะยิ่งมากขึ้น และความเร่งก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งสนามโน้มถ่วงอ่อนลง น้ำหนักตัวก็จะยิ่งน้อยลง และความเร่งก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ลักษณะแรงของสนามโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุที่ล้อมรอบ ดังนั้นน้ำหนักของวัตถุใดๆ จึงไม่มีค่าคงที่

บนภาพ ดวงจันทร์(ซ้าย)และ โลก(ด้านขวา):

1. บนดวงจันทร์ น้ำหนักของนักบินอวกาศลดลงหกเท่าเมื่อเทียบกับน้ำหนักของเขาบนโลก เนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์เป็นเพียงหนึ่งในหกของโลก
2. เมื่อกลับจากดวงจันทร์ (รูปที่ทางด้านขวา) นักบินอวกาศที่แสดงในรูปด้านล่างข้อความมีน้ำหนักมากกว่าบนโลกถึงหกเท่าบนดวงจันทร์ เมื่อมีมวลมากกว่าดวงจันทร์ โลกจึงมีแรงดึงดูดที่สูงกว่า

เหมือนก้อนหินในบ่อ

ในสนามโน้มถ่วงที่แสดงแผนผังในรูปด้านล่างข้อความ ดวงจันทร์ (ด้านซ้ายของภาพ) สร้างแรงดึงดูดที่น้อยกว่าโลกที่มีมวลมากกว่า (ด้านขวาของภาพ) การเอาชนะแรงโน้มถ่วงก็เหมือนกับการปีนออกจากบ่อน้ำ ยิ่งมีแรงโน้มถ่วงมากเท่าใด บ่อน้ำก็จะยิ่งลึกและกำแพงยิ่งชัน

สาระสำคัญของแรงโน้มถ่วงร่วมกันของร่างกาย

ดวงจันทร์และโลก (ตามลำดับ ภาพวาดด้านซ้ายและขวาเหนือข้อความ) จะดึงดูดวัตถุที่อยู่ใกล้พื้นผิวของพวกมัน ร่างกายก็สร้างแรงดึงดูดตามสัดส่วนของมวล ยิ่งระยะห่างระหว่างดวงจันทร์กับบุคคลในรูปด้านซ้ายกับมวลที่เล็กกว่าของดวงจันทร์มากเท่าใด ส่งผลให้เกิดการเชื่อมต่อความโน้มถ่วงที่อ่อนลง ในขณะที่สำหรับคู่รักที่มีรูปร่างถูกต้อง มวลที่มากกว่าของโลกทำให้เกิดแรงดึงดูดที่แรงกว่า

มวลเฉลี่ยของดวงจันทร์อยู่ที่ 7.3477 x 1022 กก.

ดวงจันทร์เป็นบริวารดวงเดียวของโลกและเป็นเทห์ฟากฟ้าที่ใกล้ที่สุด แหล่งที่มาของการเรืองแสงของดวงจันทร์คือดวงอาทิตย์ เราจึงมักสังเกตเฉพาะส่วนดวงจันทร์ที่หันหน้าไปทางดวงประทีปใหญ่เท่านั้น ครึ่งหลังของดวงจันทร์ในเวลานี้จมอยู่ในความมืดของจักรวาล รอให้ถึงคราวของมัน "สู่แสงสว่าง" ระยะห่างระหว่างดวงจันทร์กับโลกประมาณ 384,467 กม. ดังนั้น วันนี้เราจะมาดูกันว่าดวงจันทร์มีน้ำหนักเท่าใดเมื่อเปรียบเทียบกับ "ผู้อาศัย" ในระบบสุริยะอื่น ๆ และยังได้เรียนรู้ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับดาวเทียมโลกลึกลับนี้ด้วย

ทำไมพระจันทร์ถึงเรียกอย่างนั้น?

ชาวโรมันโบราณเรียกดวงจันทร์ว่าเทพธิดาแห่งแสงกลางคืนซึ่งในที่สุดชื่อดาวกลางคืนก็ถูกตั้งชื่อ จากแหล่งอื่น คำว่า "ดวงจันทร์" มีรากมาจากอินโด-ยูโรเปียนและแปลว่า "สว่าง" และด้วยเหตุผลที่ดี เนื่องจากในแง่ของความสว่าง ดาวเทียมของโลกอยู่ในอันดับที่สองรองจากดวงอาทิตย์ ในภาษากรีกโบราณ ดาวดวงหนึ่งที่ส่องแสงสีเหลืองเย็นในท้องฟ้ายามค่ำคืนได้รับการขนานนามว่าเทพธิดาเซลีน

ดวงจันทร์มีน้ำหนักเท่าไหร่?

ดวงจันทร์มีน้ำหนักประมาณ 7.3477 x 1022 กก.

แท้จริงแล้วในแง่กายภาพไม่มีคำว่า "น้ำหนักของโลก" ท้ายที่สุดแล้ว น้ำหนักคือแรงที่กระทำโดยวัตถุบนพื้นผิวแนวนอน อีกทางหนึ่ง หากลำตัวถูกแขวนไว้บนเกลียวแนวตั้ง น้ำหนักของตัวเครื่องก็จะเป็นแรงดึงของเกลียวนี้ เป็นที่ชัดเจนว่าดวงจันทร์ไม่ได้อยู่บนพื้นผิวและไม่อยู่ในสถานะ "ถูกระงับ" ดังนั้น จากมุมมองทางกายภาพ ดวงจันทร์ไม่มีน้ำหนัก ดังนั้นจึงเป็นการเหมาะสมกว่าที่จะพูดถึงมวลของเทห์ฟากฟ้านี้

น้ำหนักของดวงจันทร์และการเคลื่อนไหวของมัน - ความสัมพันธ์คืออะไร?

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนพยายามไข "ความลึกลับ" ของการเคลื่อนที่ของดาวเทียมโลก ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ อี. บราวน์ในปี พ.ศ. 2438 ได้กลายเป็นพื้นฐานของการคำนวณสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ที่แน่นอนของดวงจันทร์ จำเป็นต้องทราบมวลของมัน รวมทั้งค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆ ของฟังก์ชันตรีโกณมิติด้วย

อย่างไรก็ตาม ด้วยความสำเร็จของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ทำให้สามารถคำนวณได้แม่นยำยิ่งขึ้น ด้วยวิธีการระบุตำแหน่งด้วยเลเซอร์ คุณสามารถกำหนดขนาดของวัตถุท้องฟ้าที่มีข้อผิดพลาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยและพิสูจน์ว่ามวลของดวงจันทร์นั้นน้อยกว่ามวลดาวเคราะห์ของเราถึง 81 เท่า และรัศมีของโลกนั้นมากกว่าค่าพารามิเตอร์ทางจันทรคติที่คล้ายคลึงกัน 37 เท่า

แน่นอนว่าการค้นพบดังกล่าวเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อยุคของดาวเทียมอวกาศมาถึงเท่านั้น แต่นักวิทยาศาสตร์ในยุคของ "ผู้ค้นพบ" ผู้ยิ่งใหญ่แห่งกฎความโน้มถ่วงสากล นิวตันได้กำหนดมวลของดวงจันทร์ โดยสำรวจกระแสน้ำที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในตำแหน่งของเทห์ฟากฟ้าที่สัมพันธ์กับโลก

ดวงจันทร์ - ลักษณะและตัวเลข

• พื้นผิว - 38 ล้านกม. 2 ซึ่งประมาณ 7.4% ของพื้นผิวโลก
• ปริมาตร - 22 พันล้าน m 3 (2% ของมูลค่าของตัวบ่งชี้ภาคพื้นดินที่คล้ายกัน)
• ความหนาแน่นเฉลี่ย - 3.34 g / cm 3 (ที่ Earth - 5.52 g / cm 3)
• แรงโน้มถ่วง - เท่ากับ 1/6 ของโลก

ดวงจันทร์เป็นดาวเทียมท้องฟ้าที่ค่อนข้าง "หนัก" ซึ่งไม่ธรรมดาสำหรับดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน หากเราเปรียบเทียบมวลของดาวเทียมดาวเคราะห์ทั้งหมด ดวงจันทร์จะอยู่ในอันดับที่ห้า แม้แต่ดาวพลูโตซึ่งถือเป็นดาวเคราะห์ที่เต็มเปี่ยมจนถึงปี 2549 ก็มีมวลน้อยกว่าดวงจันทร์ถึงห้าเท่า ดังที่คุณทราบดาวพลูโตประกอบด้วยหินและน้ำแข็ง ความหนาแน่นของมันจึงต่ำ - ประมาณ 1.7 g / cm 3 แต่แกนีมีด ไททัน คัลลิสโต และไอโอ ซึ่งเป็นดาวเทียมของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะ มีขนาดใหญ่กว่ามวลของดวงจันทร์

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแรงโน้มถ่วงหรือความโน้มถ่วงของวัตถุใดๆ ในจักรวาลประกอบด้วยแรงดึงดูดระหว่างวัตถุต่างๆ ในทางกลับกัน ขนาดของแรงดึงดูดก็ขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุและระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง ดังนั้น โลกจึงดึงบุคคลขึ้นสู่พื้นผิวของมัน - และไม่ใช่ในทางกลับกัน เนื่องจากโลกมีขนาดใหญ่กว่ามาก ในกรณีนี้ แรงโน้มถ่วงจะเท่ากับน้ำหนักของบุคคล ลองเพิ่มระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของโลกกับบุคคลเป็นสองเท่า (เช่น ปีนเขาเหนือพื้นผิวโลก 6500 กม.) ตอนนี้คนน้ำหนักน้อยกว่าสี่เท่า!

แต่ดวงจันทร์มีมวลน้อยกว่าโลกอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์จึงน้อยกว่าแรงดึงดูดของโลกด้วย ดังนั้นนักบินอวกาศที่ลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรกจึงสามารถกระโดดได้อย่างเหนือจินตนาการ แม้จะสวมชุดอวกาศหนักๆ และอุปกรณ์ "อวกาศ" อื่นๆ ท้ายที่สุด น้ำหนักของคนบนดวงจันทร์ลดลงถึงหกเท่า! สถานที่ที่เหมาะที่สุดสำหรับการสร้างสถิติโอลิมปิก "อวกาศ" ในการกระโดดสูง

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าดวงจันทร์มีน้ำหนักเท่าใด ลักษณะสำคัญของมัน ตลอดจนข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอื่น ๆ เกี่ยวกับมวลของดาวเทียมโลกลึกลับนี้

ลองนึกภาพว่าเรากำลังเดินทางผ่านระบบสุริยะ แรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์ดวงอื่นคืออะไร? อันไหนที่เราจะง่ายกว่าบนโลกและอันไหนจะยากกว่ากัน?

ขณะที่เรายังไม่ออกจากโลก เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน: ลองลงไปที่ขั้วใดขั้วหนึ่งของโลก แล้วจินตนาการว่าเราถูกส่งไปยังเส้นศูนย์สูตรแล้ว ฉันสงสัยว่าน้ำหนักของเรามีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่?

เป็นที่ทราบกันดีว่าน้ำหนักของร่างกายใด ๆ ถูกกำหนดโดยแรงดึงดูด (แรงโน้มถ่วง) มันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของดาวเคราะห์และเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของรัศมีของมัน (เราเรียนรู้เรื่องนี้ครั้งแรกจากหนังสือเรียนฟิสิกส์ของโรงเรียน) ดังนั้น หากโลกของเราเป็นทรงกลมอย่างเคร่งครัด น้ำหนักของวัตถุแต่ละชิ้นเมื่อเคลื่อนที่เหนือพื้นผิวของมันจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แต่โลกไม่ใช่ทรงกลม มันถูกแบนที่เสาและยืดออกตามเส้นศูนย์สูตร รัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลกยาวกว่าขั้วโลก 21 กม. ปรากฎว่าแรงโน้มถ่วงกระทำบนเส้นศูนย์สูตรราวกับอยู่ไกล นั่นคือเหตุผลที่น้ำหนักของวัตถุเดียวกันในส่วนต่าง ๆ ของโลกไม่เหมือนกัน วัตถุที่หนักที่สุดควรอยู่ที่ขั้วโลกและง่ายที่สุด - ที่เส้นศูนย์สูตร ที่นี่พวกมันเบากว่าน้ำหนักที่เสา 1/190 แน่นอนว่าการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักนี้สามารถตรวจพบได้โดยใช้สปริงบาลานซ์เท่านั้น น้ำหนักของวัตถุที่เส้นศูนย์สูตรลดลงเล็กน้อยก็เกิดขึ้นเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากการหมุนของโลก ดังนั้นน้ำหนักของผู้ใหญ่ที่เดินทางจากละติจูดขั้วโลกสูงไปยังเส้นศูนย์สูตรจะลดลงประมาณ 0.5 กิโลกรัม

ในตอนนี้ เป็นการเหมาะสมที่จะถาม: น้ำหนักของบุคคลที่เดินทางผ่านดาวเคราะห์ของระบบสุริยะจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

สถานีอวกาศแห่งแรกของเราคือดาวอังคาร คนจะมีน้ำหนักเท่าไหร่บนดาวอังคาร? การคำนวณดังกล่าวไม่ใช่เรื่องยาก ในการทำเช่นนี้ คุณต้องรู้มวลและรัศมีของดาวอังคารก่อน

ดังที่ทราบกันดีว่ามวลของ "ดาวเคราะห์สีแดง" นั้นน้อยกว่ามวลโลก 9.31 เท่า และรัศมีนั้นเล็กกว่ารัศมีของโลก 1.88 เท่า ดังนั้นเนื่องจากการกระทำของปัจจัยแรกแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวดาวอังคารควรน้อยกว่า 9.31 เท่าและเนื่องจากวินาที - 3.53 มากกว่าของเรา (1.88 * 1.88 = 3.53 ) ในที่สุด มันมีมากกว่า 1/3 ของแรงโน้มถ่วงของโลกเล็กน้อย (3.53: 9.31 = 0.38) ในทำนองเดียวกัน เราสามารถกำหนดความเค้นของแรงโน้มถ่วงบนเทห์ฟากฟ้าใดก็ได้

ตอนนี้ตกลงกันว่าบนโลกนี้ นักบินอวกาศ-นักเดินทางคนหนึ่งมีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมพอดี สำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่นเราได้รับค่าน้ำหนักดังต่อไปนี้ (ดาวเคราะห์ถูกจัดเรียงตามน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น):

ดาวพลูโต 4.5 ดาวพุธ 26.5 ดาวอังคาร 26.5 ดาวเสาร์ 62.7 ดาวยูเรนัส 63.4 ดาวศุกร์ 63.4 โลก 70.0 ดาวเนปจูน 79.6 ดาวพฤหัสบดี 161.2

อย่างที่คุณเห็น โลกอยู่ในตำแหน่งตรงกลางระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์ในแง่ของแรงโน้มถ่วง สำหรับสองคน - ดาวเสาร์และดาวยูเรนัส - แรงโน้มถ่วงค่อนข้างน้อยกว่าบนโลกและอีกสอง - ดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน - มากกว่า จริงสำหรับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ให้น้ำหนักโดยคำนึงถึงการกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (หมุนเร็ว) หลังลดน้ำหนักตัวที่เส้นศูนย์สูตรได้ไม่กี่เปอร์เซ็นต์

ควรสังเกตว่าสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์ ค่าน้ำหนักจะได้รับที่ระดับของชั้นเมฆด้านบนและไม่ได้อยู่ที่ระดับพื้นผิวที่เป็นของแข็ง เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน (ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร) และ พลูโต.

บนพื้นผิวของดาวศุกร์ บุคคลนั้นจะเบากว่าบนโลกเกือบ 10% ในทางกลับกัน บนดาวพุธและดาวอังคาร การลดน้ำหนักจะเกิดขึ้น 2.6 เท่า สำหรับดาวพลูโต คนจะเบากว่าบนดวงจันทร์ 2.5 เท่า หรือเบากว่าบนโลก 15.5 เท่า

แต่สำหรับดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วง (แรงดึงดูด) นั้นแรงกว่าบนโลกถึง 28 เท่า ร่างกายมนุษย์จะมีน้ำหนัก 2 ตันที่นั่นและจะถูกบดขยี้ทันทีด้วยน้ำหนักของมันเอง อย่างไรก็ตาม ก่อนถึงดวงอาทิตย์ ทุกอย่างจะกลายเป็นก๊าซร้อน อีกสิ่งหนึ่งคือวัตถุท้องฟ้าขนาดเล็ก เช่น ดาวเทียมของดาวอังคารและดาวเคราะห์น้อย ในหลาย ๆ เรื่องคุณสามารถเป็นเหมือน ... นกกระจอกได้!

ค่อนข้างชัดเจนว่าบุคคลสามารถเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นได้เฉพาะในชุดอวกาศพิเศษที่ปิดสนิทซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ระบบช่วยชีวิต น้ำหนักของชุดอวกาศโคจรอยู่ที่ประมาณ 120 กก. (orlan MK เปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2552) มีการพัฒนาชุดอวกาศสำหรับเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ ซึ่งเรียกว่าอวกาศซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 200 กก. ดังนั้นค่าที่เราได้รับสำหรับน้ำหนักของนักเดินทางในอวกาศบนดาวเคราะห์ดวงอื่นจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าเป็นอย่างน้อย จากนั้นเราจะได้ค่าน้ำหนักใกล้เคียงกับของจริง

Korottsev O.N.

(อ้างอิงจาก http://www.prosto-o-slognom.ru)

ผู้คนใฝ่ฝันที่จะเดินทางไปยังดวงดาวตั้งแต่สมัยโบราณ นับตั้งแต่เวลาที่นักดาราศาสตร์กลุ่มแรกสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบของเราและดาวเทียมของพวกมันในกล้องโทรทรรศน์ดึกดำบรรพ์ หลายศตวรรษผ่านไปตั้งแต่นั้นมา แต่อนิจจา ระหว่างดาวเคราะห์และอื่น ๆ ดังนั้นเที่ยวบินไปยังดาวดวงอื่นยังเป็นไปไม่ได้แม้แต่ตอนนี้ และวัตถุนอกโลกเพียงชิ้นเดียวที่นักวิจัยได้ไปเยี่ยมชมคือดวงจันทร์

เรารู้ว่า แรงโน้มถ่วงคือแรงที่โลกดึงดูดวัตถุต่างๆ

แรงโน้มถ่วงมักจะมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลก แรงโน้มถ่วงบอกร่างกายถึงความเร่งซึ่งเรียกว่าความเร่งของการตกอย่างอิสระและมีค่าเท่ากับ 9.8 m / s 2 ซึ่งหมายความว่าวัตถุใดๆ โดยไม่คำนึงถึงมวล ในการตกอย่างอิสระ (โดยไม่มีแรงต้านของอากาศ) เปลี่ยนความเร็วของมันในทุก ๆ วินาทีของการตก 9.8 m / s

การใช้สูตรหาความเร่งการตกอย่างอิสระ

มวลของดาวเคราะห์ M และรัศมี R นั้นทราบจากการสังเกตทางดาราศาสตร์และการคำนวณที่ซับซ้อน

และ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง (6.6742 10 -11 m 3 s -2 kg -1)

หากเราใช้สูตรนี้ในการคำนวณความเร่งโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลก (มวล M = 5.9736 1024 กก. รัศมี R = 6.371 106 ม.) เราจะได้ ก. \u003d 6.6742 * 10 * 5.9736 / 6.371 * 6.371 \u003d 9.822 ม. / วินาที 2

ค่ามาตรฐาน ("ปกติ") ที่ใช้ในการสร้างระบบของหน่วยคือ g = 9.80665 m / s 2 และในการคำนวณทางเทคนิคมักจะใช้ g = 9.81 m / s 2

ค่ามาตรฐานของ g ถูกกำหนดให้เป็น "ค่าเฉลี่ย" ในบางความหมาย ความเร่งของการตกอย่างอิสระบนโลก ประมาณเท่ากับความเร่งของการตกอย่างอิสระที่ละติจูด 45.5 °ที่ระดับน้ำทะเล

เนื่องจากแรงดึงดูดของโลก น้ำจึงไหลในแม่น้ำ คนที่กระโดดขึ้นไปตกลงสู่พื้นโลกเพราะโลกดึงดูดเขา โลกดึงดูดร่างกายทั้งหมดมาสู่ตัวมันเอง: ดวงจันทร์ น้ำทะเลและมหาสมุทร บ้าน ดาวเทียม ฯลฯ เนื่องจากแรงโน้มถ่วง การปรากฏตัวของโลกของเราจึงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา หิมะถล่มลงมาจากภูเขา ธารน้ำแข็งเคลื่อนตัว หินตก ฝนตก แม่น้ำไหลจากเนินเขาสู่ที่ราบ

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกรู้สึกถึงแรงดึงดูดของมัน พืชยัง "สัมผัส" การกระทำและทิศทางของแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นสาเหตุที่รากหลักเติบโตลงไปที่ศูนย์กลางของโลกเสมอ และลำต้นขึ้น

โลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ทั้งหมดที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ถูกดึงดูดเข้าหากัน ไม่เพียงแต่โลกจะดึงดูดวัตถุเข้ามายังตัวมันเอง แต่วัตถุเหล่านี้ยังดึงดูดโลกมายังตัวมันเองด้วย ดึงดูดซึ่งกันและกันและร่างกายทั้งหมดบนโลก ตัวอย่างเช่น แรงดึงดูดจากดวงจันทร์ทำให้เกิดการขึ้นและการไหลของน้ำบนโลก ซึ่งมวลมหาศาลนั้นเพิ่มขึ้นในมหาสมุทรและทะเลวันละสองครั้งจนถึงความสูงหลายเมตร ดึงดูดซึ่งกันและกันและร่างกายทั้งหมดบนโลก ดังนั้น แรงดึงดูดซึ่งกันและกันของวัตถุทั้งหมดในจักรวาลจึงเรียกว่าแรงโน้มถ่วงสากล

ในการหาแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุที่มีมวลใดๆ จำเป็นต้องคูณความเร่งของการตกอย่างอิสระด้วยมวลของวัตถุนี้

F=g*m,

โดยที่ m คือมวลของร่างกาย g คือความเร่งการตกอย่างอิสระ

จากสูตรจะเห็นได้ว่าค่าแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักตัวที่เพิ่มขึ้น จะเห็นได้ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของความเร่งการตกอย่างอิสระด้วย ดังนั้น เราสรุปได้ว่า สำหรับวัตถุที่มีมวลคงที่ ค่าของแรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงความเร่งของการตกอย่างอิสระ

การใช้สูตรการหาความเร่งตกอิสระ g=GM/R 2

เราสามารถคำนวณค่า g บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงใดก็ได้ มวลของดาวเคราะห์ M และรัศมี R นั้นทราบจากการสังเกตทางดาราศาสตร์และการคำนวณที่ซับซ้อน โดยที่ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง (6.6742 10 -11 m 3 s -2 kg -1)

นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งดาวเคราะห์ออกเป็นสองกลุ่มมานานแล้ว ประการแรกคือดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร และดาวพลูโตล่าสุด มีลักษณะขนาดค่อนข้างเล็ก ดาวเทียมจำนวนน้อย และสถานะของแข็ง ส่วนที่เหลือ - ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน เป็นดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ ซึ่งประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม พวกมันทั้งหมดเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรวงรี โดยเบี่ยงเบนไปจากวิถีโคจรที่กำหนดหากดาวเคราะห์ข้างเคียงโคจรผ่านในบริเวณใกล้เคียง

"สถานีอวกาศแห่งแรก" ของเราคือดาวอังคาร คนจะมีน้ำหนักเท่าไหร่บนดาวอังคาร? การคำนวณดังกล่าวไม่ใช่เรื่องยาก ในการทำเช่นนี้ คุณต้องรู้มวลและรัศมีของดาวอังคารก่อน

ดังที่ทราบกันดีว่ามวลของ "ดาวเคราะห์สีแดง" นั้นน้อยกว่ามวลโลก 9.31 เท่า และรัศมีนั้นเล็กกว่ารัศมีของโลก 1.88 เท่า ดังนั้นเนื่องจากการกระทำของปัจจัยแรกแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวดาวอังคารควรน้อยกว่า 9.31 เท่าและเนื่องจากวินาที - 3.53 มากกว่าของเรา (1.88 * 1.88 = 3.53 ) ในที่สุด มันมีมากกว่า 1/3 ของแรงโน้มถ่วงของโลกเล็กน้อย (3.53: 9.31 = 0.38) มันคือ 0.38 กรัมของโลก ซึ่งมากประมาณครึ่งหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าบนดาวเคราะห์สีแดง คุณสามารถกระโดดและกระโดดได้สูงกว่าบนโลกมาก และน้ำหนักทั้งหมดก็จะมีน้ำหนักน้อยกว่ามากเช่นกัน ในทำนองเดียวกัน เราสามารถกำหนดความเค้นของแรงโน้มถ่วงบนเทห์ฟากฟ้าใดก็ได้

ตอนนี้ มากำหนดความเค้นของแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์กัน ดังที่เราทราบมวลของดวงจันทร์นั้นน้อยกว่ามวลโลก 81 เท่า หากโลกมีมวลน้อยเช่นนี้ แรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวจะอ่อนกว่าที่เป็นอยู่ 81 เท่าในตอนนี้ แต่ตามกฎของนิวตัน ลูกบอลจะดึงดูดราวกับว่ามวลทั้งหมดของมันกระจุกตัวอยู่ตรงกลาง จุดศูนย์กลางของโลกอยู่ที่ระยะรัศมีโลกจากพื้นผิวของมัน จุดศูนย์กลางของดวงจันทร์อยู่ห่างจากรัศมีของดวงจันทร์ แต่รัศมีของดวงจันทร์เท่ากับ 27/100 ของโลก และจากระยะห่างที่ลดลง 100/27 เท่า แรงดึงดูดจะเพิ่มขึ้น (100/27) 2 เท่า ในที่สุด แรงดึงดูดบนพื้นผิวดวงจันทร์ก็เท่ากับ

100 2 / 27 2 * 81 = 1/6 โลก

เป็นเรื่องน่าแปลกที่หากมีน้ำอยู่บนดวงจันทร์ นักว่ายน้ำจะรู้สึกเหมือนอยู่ในอ่างเก็บน้ำบนดวงจันทร์เหมือนกับบนโลก น้ำหนักของมันจะลดลงหกเท่า แต่น้ำหนักของน้ำที่มันแทนที่ก็จะลดลงตามปริมาณที่เท่ากัน อัตราส่วนระหว่างพวกมันจะเท่ากันกับบนโลก และนักว่ายน้ำจะจมอยู่ในน้ำของดวงจันทร์มากพอ ๆ กับที่เขาจะแช่อยู่ในน้ำของเรา

ความเร่งการตกอย่างอิสระบนพื้นผิวของเทห์ฟากฟ้า m/s 2

อาทิตย์ 273.1

ปรอท 3.68-3.74

วีนัส 8.88

โลก 9.81

พระจันทร์ 1.62

เซเรส 0.27

ดาวอังคาร 3.86

ดาวพฤหัสบดี 23.95

ดาวเสาร์ 10.44

ดาวยูเรนัส 8.86

ดาวเนปจูน 11.09

ดาวพลูโต 0.61

ดังที่เห็นได้จากตาราง บนดาวศุกร์มีค่าความเร่งของการตกอย่างอิสระเกือบเท่ากันและมีค่าเท่ากับ 0.906 ของโลก

ตอนนี้ตกลงกันว่าบนโลกนี้ นักบินอวกาศ-นักเดินทางคนหนึ่งมีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมพอดี สำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่นเราได้รับค่าน้ำหนักดังต่อไปนี้ (ดาวเคราะห์ถูกจัดเรียงตามน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น):

แต่สำหรับดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วง (แรงดึงดูด) นั้นแรงกว่าบนโลกถึง 28 เท่า ร่างกายมนุษย์จะมีน้ำหนัก 20,000 N ที่นั่นและจะถูกบดขยี้ทันทีด้วยน้ำหนักของมันเอง

หากเรามีการเดินทางในอวกาศไปยังดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ เราต้องเตรียมพร้อมสำหรับความจริงที่ว่าน้ำหนักของเราจะเปลี่ยนไป แรงดึงดูดมีผลกับสิ่งมีชีวิตต่างๆ พูดง่ายๆ ก็คือ เมื่อมีการค้นพบโลกที่น่าอยู่อื่น ๆ เราจะเห็นว่าผู้อยู่อาศัยของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับมวลของดาวเคราะห์ของพวกเขา ตัวอย่างเช่น หากดวงจันทร์อาศัยอยู่ ดวงจันทร์ก็จะมีสิ่งมีชีวิตที่สูงและเปราะบางอาศัยอยู่ และในทางกลับกัน บนดาวเคราะห์ที่มีมวลของดาวพฤหัส ผู้อยู่อาศัยจะเตี้ยมาก แข็งแรงและใหญ่มาก มิฉะนั้น สำหรับแขนขาที่อ่อนแอในสภาพเช่นนี้ คุณจะไม่สามารถอยู่รอดได้ด้วยความปรารถนาทั้งหมดของคุณ แรงโน้มถ่วงจะมีบทบาทสำคัญในการล่าอาณานิคมของดาวอังคารเดียวกันในอนาคต