25. Как Луна влияет на Землю? Два раза в день море надвигается на пляжи, а затем отступает. Такие приливы, которые впервые объяснил Исаак Ньютон, вызваны Луной.Вопреки распространенному мнению, приливы на Земле вызваны не столько гравитацией Луны, сколько изменениями в

Глава 8 Последствия падений крупных небесных тел на землю Кто что ни говори, а подобные происшествия бывают на свете, - редко, но бывают. Н. В. Гоголь. «Нос» Последствия падений крупных тел на Землю в целом известны. Мы будем рассматривать только те, которые можно

С неба на землю Радость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы. Эйнштейн Загадка небесной лазуриПочему небо голубое?..Нет такого человека, который не задумался над этим хоть раз в жизни.Объяснить происхождение цвета неба старались уже средневековые

> > > Масса Земли

Узнайте точно, какая масса Земли – третьей планеты Солнечной системы. Описание формулы расчета, уравнение с составляющими и конечный результат массы планеты.

Достигает отметки в 5.9736 х 10 24 кг. Это крупное число, но, чтобы наш мозг попал в шоковое состояние, то в полном виде – 5 973 600 000 000 000 000 000 000 000 кг. Вау!

Как узнать массу Земли?

Но ведь интереснее узнать, как вообще смогли понять, какая масса Земли? Все дело в гравитации, которую наша планета оказывает на ближайшие объекты.

Физика говорит нам, что любые тела с массой притягиваются. Если вы положите рядом два бильярдных шарика, то они будут стремиться к соседнему. Эта сила не заметна нам, но приборы улавливают благодаря своей чувствительности. Это вычисление поможет вывести массу обоих.

Ньютон предположил, что масса сферических объектов сосредоточена в их центрах. Тогда можно воспользоваться уравнением:

F = G (M1* M2/R 2).

• F – сила тяжести между ними.
• G – постоянная = 6.67259 × 10 -11 м 3 /кг с 2 .
• -M1 и M2 – притягивающиеся массы.
• R – дистанция между ними.

Допустим, что одна из масс представлена Землей, а второй будет килограммовая сфера. Сила между ними – 9.8 кг * м/с 2 . Земной радиус – 6 400 000 м. Если добавите эти значения в формулу, то получите 6 x 10 24 кг.

Важно отметить, что в вопросе правильно использовать слово «масса», а не «вес», потому что последнее понятие выступает силой, которая нужна для вычисления гравитационного поля. Можно взять мяч и взвесить его на Земле и Луне, и отметка будет меняться. Но масса – стабильное число и земная – постоянна.

Кажется, что это много, но не будем забывать, что в нашей системе есть объекты и крупнее. Например, наша звезда превосходит земную массу в 330000 раз, а Юпитер в 318 раз. Есть, конечно, и крошки. Так марсианская масса занимает лишь 11% земной.

Нам повезло из-за наивысшего показателя планетарной плотности в системе – 5.52 г/см 3 . Это значение досталось от металлического ядра, вокруг которого сосредоточен слой скалистой мантии. Менее плотные планеты, вроде гигантского Юпитера, представлены водородом и прочими газами. Теперь вы знаете чему равна масса Земли.

Земля - уникальная планета солнечной системы. Она не самая маленькая, но и не самая крупная: занимает пятое место по габаритам. Среди планет земной группы она является крупнейшей по массе, диаметру, плотности. Планета располагается в космическом пространстве, и узнать, сколько весит Земля, сложно. Ее же нельзя положить на весы и взвесить, поэтому об ее весе говорят, суммируя массу всех веществ, из которых она состоит. Приблизительно этот показатель равен 5,9 секстиллиона тонн. Чтобы понимать, какая это цифра, можно ее просто математически записать: 5 900 000 000 000 000 000 000. От этого количества нулей как-то рябит в глазах.

История попыток определения размера планеты

Ученых всех веков и народов пытались найти ответ на вопрос о том, сколько весит Земля. В древние времена люди предполагали, что планета - это плоская тарелка, которую держат киты и черепаха. В некоторых нациях вместо китов были слоны. В любом случае разные народы мира представляли планету плоской и имеющей свой край.

Во времена Средневековья представления о форме и весе изменились. Первым, кто заговорил о сферическом виде, был Дж. Бруно, однако, за свои убеждения его казнила инквизиция. Другой вклад в науку, который показывает радиус и массу Земли, внес путешественник Магеллан. Именно он предположил, что планета круглая.

Первые открытия

Земля - физическое тело, имеющее определенные свойства, среди которых есть и вес. Это открытие позволило начать самые разные исследования. По физической теории вес - это сила действия тела на опору. Учитывая, что Земля не имеет никакой опоры, можно сделать вывод, что у нее нет веса, а вот масса имеется, и большая.

Вес Земли

Впервые определить размер планеты пытался Эратосфен - древнегреческий ученый. В разных городах Греции он проводил замеры тени, а после сравнивал полученные данные. Таким образом он пытался рассчитать объем планеты. После него провести вычисления пытался итальянец Г. Галилей. Именно он открыл закон свободного тяготения. Эстафета по определению того, сколько весит Земля, была принята И. Ньютоном. Благодаря попыткам сделать замеры, он открыл закон гравитации.

Впервые определить, сколько весит Земля, удалось шотландскому ученому Н. Мэкелин. По его вычислениям масса планеты составляет 5,9 секстиллионов тонн. Сейчас этот показатель увеличился. Различия в весе связано с оседанием на поверхности планеты космической пыли. Примерно тридцать тонн пыли ежегодно остаются на планете, делая ее тяжелее.

Масса Земли

Чтобы точно узнать, сколько весит Земля, необходимо знать состав и вес веществ, из которых состоит планета.

1. Мантия. Масса этой оболочки составляет примерно 4,05 Х 10 24 кг.
2. Ядро. Эта оболочка весит меньше мантии - всего 1.94 Х 10 24 кг.
3. Кора земная. Данная часть очень тонкая и весит всего 0,027 Х 10 24 кг.
4. Гидросфера и атмосфера. Эти оболочки весят 0,0015 Х 10 24 и 0,0000051 Х 10 24 кг, соответственно.

Сложив все эти данные, получаем вес Земли. Однако по разным источникам масса планеты различна. Так сколько весит планета Земля в тоннах, и сколько весят другие планеты? Вес планеты составляет 5,972 Х 10 21 т. Радиус - 6370 километров.

На основе принципа гравитации можно с легкостью определить вес Земли. Для этого берется нить, и на нее подвешивается маленький груз. Его местоположение определяется точно. Рядом размещают тонну свинца. Между двумя телами возникает притяжение, из-за которого груз отклоняется в сторону на незначительное расстояние. Однако даже отклонение в 0,00003 мм дает возможность вычислить массу планеты. Для этого достаточно измерить силу притяжения по отношению к весу и силу притяжения малого груза к большому. Полученные данные позволяют провести расчеты массы Земли.

Масса Земли и других планет

Земля является самой большой планетой земной группы. По отношению к ней масса Марса составляет около 0,1 земного веса, а Венера - 0,8. составляет около 0,05 от земного. Газовые гиганты во много раз крупнее Земли. Если сравнить Юпитер и нашу планету, то гигант больше в 317 раз, а Сатурн тяжелее в 95 раз, Уран - в 14. Есть планеты, которые весят больше Земли в 500 раз и более. Это огромные газовые тела, расположенные за пределами нашей солнечной системы.

Чтобы измерить земной шар, нужно узнать величину его радиуса или длину его большой окружности, например измеряя пройденное расстояние в кругосветном путешествии вдоль экватора или меридианов. Но такие путешествия требовали больших затрат и в древности были технически неосуществимы.

В III веке до н. э. греческий ученый Эратосфен придумал удивительно простой способ измерения Земли, используемый и поныне. Если уже известно, что Земля — шар, то не обязательно измерять всю длину его окружности. Достаточно измерить длину лишь небольшой дуги окружности и определить, какую часть она составляет от всей окружности, то есть какую часть от 360 градусов составляет угол между радиусами, проведенными через концы дуги. Направление по радиусу на шаровой невращающейся планете совпадает с направлением силы тяжести и определяется по направлению отвеса в пространстве по отношению к звездам, например Полярной звезде. Таким образом, для вычисления радиуса Земли нужно измерить расстояние между какими-либо точками на ровном месте вдоль меридиана и измерить угол между направлениями отвесов в этих точках.

Эратосфен измерил углы между направлением на Солнце и направлениями отвесов в Александрии и Сиене. Разделив расстояние между этими городами на угол между направлениями отвесов в радианах, он определил радиус Земли в 6000-7000 километров. Измерения арабских ученых в VII веке н. э. уточнили значение радиуса Земли до 6400 километров.

Расстояния, недоступные для непосредственного измерения, в геодезии и астрономии вычисляют на основе свойства треугольника: по известной стороне и двум прилежащим углам можно вычислить все стороны треугольника.

Когда во многих местах земной поверхности были сделаны линейные и угловые измерения, то оказалось, что радиус кривизны поверхности не везде одинаков. Земля не точный шар, а благодаря вращению сплюснута с полюсов. В среднем нашу планету можно представить как эллипсоид вращения с экваториальным радиусом в 6378 километров и полярным радиусом в 6357 километров.

Кроме описанного геодезического метода изучения формы Земли, в настоящее время применяют гравиметрический и астрономический методы. Благодаря сплющенности Земли у экватора имеется избыточная масса по сравнению с полюсом. Поэтому сила притяжения направлена не точно на центр Земли, а несколько к экватору. Величина же этой силы на экваторе меньше, чем на полюсе, из-за большего расстояния до центра. Следовательно, форму Земли можно изучать по величине и направлению силы притяжения в разных точках земной поверхности, то есть гравиметрическим методом.

Гравиметрическим и астрономическим методами, кроме формы Земли, измеряется и ее масса. По закону всемирного тяготения Ньютона сила притяжения любых двух тел пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния. Измерив в лаборатории на крутильных весах силу притяжения двух пробных шаров, ученые вычислили коэффициент пропорциональности, называемый гравитационной постоянной.

Ускорение, с которым тела падают на Землю на полюсах, вызывается только всемирным тяготением. Поэтому, умножив ускорение свободного падения на квадрат радиуса Земли и разделив на гравитационную постоянную, сразу находим массу Земли, равную 6 000 000 000 000 миллиардов тонн. Если измерять ускорение не на полюсе, а на произвольной широте и делать более точные вычисления, то Нужно учитывать центробежную силу, возникающую из-за вращения Земли. Современное значение массы Земли оценивается в 5 976 000 000 000 миллиардов тонн.

Ныне продолжаются гравиметрические и астрономические измерения силы притяжения на поверхности и над Землей с целью уточнения массы планеты.

Знание размеров, формы, массы и поля тяготения Земли помогает вычислять траектории спутников и ракет.