Сила тяжести на других планетах

Подробности

Обновлено 13.08.2018 20:40

«Физика - 10 класс»

Чем различаются сила тяжести и сила тяготения?
Что влияет на значение силы тяжести?

Сила тяжести возникает в результате взаимодействия тела с Землёй при учёте суточного вращения Земли.

Поясним, как влияет суточное вращение Земли на значение силы тяжести. Как мы знаем, Земля вращается вокруг собственной оси с периодом, равным 24 часам. Следовательно, система отсчёта, связанная с Землёй, является неинерциальной, и тело, находящееся на Земле, находится в неинерциальной системе отсчёта (рис. 3.4). Вследствие этого на тело действует, помимо силы тяготения, центробежная сила инерции, равная гто2г и направленная от центра окружности, по которой вращается тело. Равнодействующая этих двух сил и будет силой тяжести, равной _тяж = m = _тяг + m_цc.

Ускорение свободного падения не направлено по радиусу к центру Земли, а направлено, как мы видим, под углом к этому радиусу. Центростремительное ускорение зависит от радиуса окружности, по которой движется тело, следовательно, сила тяжести и ускорение свободного падения зависят от широты местности. На полюсе ускорение свободного падения максимально и равно 9,83 м/с², а на экваторе минимально и равно 9,78 м/с².

Рассмотрим движение тела относительно инерциальной системы отсчёта, например системы, связанной со звёздами (рис. 3.5).

Запишем согласно второму закону Ньютона уравнение движения тела m_цс = _тяг + , где — сила нормального давления. В состоянии покоя сила тяжести по модулю равна силе нормального давления и направлена в противоположную сторону _тяж = -, отсюда следует, что _тяж = _тяг + m_цс. Сила тяжести зависит также от высоты подъёма тела над уровнем моря.

Так как согласно закону всемирного тяготения то после преобразований можно получить, что сила тяжести, действующая на тело, находящееся на расстоянии h над поверхностью Земли, равна

По таблице значений масс и радиусов планет Солнечной системы оцените, на какой из планет сила тяжести отличается от силы тяжести, действующей на тело на Земле наиболее существенно. При этом рассматривайте тело, находящееся на полюсе, чтобы исключить влияние на значение силы тяжести вращения планеты.

На Луне и других планетах сила тяжести отличается от силы тяжести на Земле, так как изменяется сила тяготения. Сила тяготения, как мы видели, определяется массой планеты и её радиусом. Масса и радиус Луны меньше, чем масса и радиус Земли, поэтому сила тяжести на Луне существенно меньше. Так, на тело массой 1 кг на Луне действует сила тяжести, равная 1,7 Н.

Рассчитаем силу тяжести, действующую на тело массой 1 кг, находящееся на поверхности Венеры, при этом пренебрежём влиянием вращения Венеры вокруг собственной оси. Это можно сделать потому, что период вращения Венеры вокруг собственной оси почти в 10 раз больше, чем аналогичный период вращения Земли. Масса Венеры М_B = 0,82М₃, радиус R_B = 0,95 R₃.

Тогда

Соответственно и ускорение свободного падения на Венере равно g_B = 0,91g₃ ≈ 8,9 м/с².

Таким образом, ускорение свободного падения на Венере несущественно отличается от ускорения свободно падения на Земле.

Если рассматривать другие планеты, например Марс, то сила тяжести на Марсе уже существенно отличается от силы тяжести, действующей на то же тело на Земле. Радиус Марса равен 0,53 радиуса Земли, а масса — 0,11

Следовательно,

Таким образом, ускорение свободного падения на Марсе приблизительно равно 3,8 м/с².

Источник: «Физика - 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Динамика - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Основное утверждение механики --- Сила --- Инертность тела. Масса. Единица массы --- Первый закон Ньютона --- Второй закон Ньютона --- Принцип суперпозиции сил --- Примеры решения задач по теме «Второй закон Ньютона» --- Третий закон Ньютона --- Геоцентрическая система отсчёта --- Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины --- Силы в природе --- Сила тяжести и сила всемирного тяготения --- Сила тяжести на других планетах --- Примеры решения задач по теме «Закон всемирного тяготения» --- Первая космическая скорость --- Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость» --- Вес. Невесомость --- Деформация и силы упругости. Закон Гука --- Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука» --- Силы трения --- Примеры решения задач по теме «Силы трения» --- Примеры решения задач по теме «Силы трения» (продолжение) ---