Czym jest grawitacja i jaką odgrywa rolę? Czy istnieje i jaka jest siła grawitacji na innych planetach Układu Słonecznego? Na której planecie jest najmniejsza i największa grawitacja?

W tym artykule rozważymy, czy siła grawitacji działa na inne planety naszego Układu Słonecznego. Dowiemy się również, jakie są jego minimalne i maksymalne wskaźniki.

Odpowiedzi na niektóre pytania związane z grawitacją interesują nie tylko fizyków i astronomów. Nawet znaczna część zwykłych ludzi chciałaby otrzymać odpowiedzi na pytania dotyczące istnienia i cech grawitacji na różnych planetach.

Przede wszystkim jednak konieczne jest zapoznanie się z podstawowymi pojęciami tego zjawiska fizycznego. Dlatego rozważmy dokładnie siłę grawitacji i jej rolę dla przyrody nie tylko na naszej Ziemi, ale także na innych planetach Układu Słonecznego.

Czym jest grawitacja?

Grawitacja jest dość dziwną podstawową siłą. Jest to naturalny efekt, w którym wszystkie rzeczy z masą przyciągają się do siebie. Czy to asteroidy, planety, gwiazdy, galaktyki itp.

• Im większa masa obiektu, tym większa siła będzie wywierana na otaczające go obiekty. Siła przedmiotu zależy również od odległości — to znaczy, że wpływ, jaki wywiera na inny przedmiot, zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości między nimi.
• Siła grawitacji nazywana jest przyciągającą, ponieważ zawsze stara się zjednoczyć masy i nigdy ich nie odpycha. W rzeczywistości każdy obiekt natury ożywionej i nieożywionej przyciągany jest do wszystkich innych obiektów we wszechświecie.
• Grawitacja jest również jedną z czterech podstawowych sił, które rządzą wszystkimi interakcjami w przyrodzie. Znajduje się obok słabej i silnej siły jądrowej, a także elektromagnetyzmu.
• Z tych sił grawitacja jest najsłabsza. Jest około 1038 razy słabsza od silnej siły jądrowej i 1036 razy słabsza od siły elektromagnetycznej. Jest także 1029 razy słabsza niż słaba siła jądrowa.
• Ogólna teoria względności Einsteina pozostaje najlepszym sposobem opisu zachowania grawitacji. Zgodnie z teorią grawitacja nie jest siłą. Jest to konsekwencja krzywizny przestrzeni i czasu, spowodowanej nierównomiernym rozkładem masy lub energii.
• Interakcje w przyrodzie są zgodne z tą teorią. Energia i masa są równoważne, co oznacza, że ​​wszystkie formy energii również powodują i są pod wpływem grawitacji.
• Jednak większość sposobów zastosowania tej siły najlepiej wyjaśnia Prawo Uniwersalnego Grawitacji Newtona. Mówi, że grawitacja istnieje jako przyciąganie dwóch ciał. Siłę tego przyciągania można obliczyć matematycznie, gdzie siła przyciągania jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas. Jest również odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ciałami.
• Siła grawitacji jest obliczana zgodnie z ogólnie przyjętym wzorem:

F = g * m

Oczywiście m jest masą dowolnego pożądanego ciała, a g jest przyspieszeniem swobodnego spadania.

Jaka jest rola grawitacji w przyrodzie?

Gdyby nie było grawitacji, wszyscy unosilibyśmy się w kosmos. Bez niej wszystkie nasze ziemskie gatunki powoli usychałyby i umierały. W tym samym czasie nasze mięśnie uległy degeneracji, kości u ludzi i zwierząt stały się kruche i słabe, a narządy przestały prawidłowo funkcjonować.

• Dlatego bez przesady możemy powiedzieć, że grawitacja jest nie tylko faktem życia na Ziemi, ale także warunkiem wstępnym. Czasami jednak ludzie zamierzają opuścić strefę wpływów tej siły.
• Siła grawitacyjna ma znikomy wpływ na materię w najmniejszej skali, czyli na jednostki subatomowe. Ma to jednak ogromne znaczenie dla rozwoju obiektów na poziomie makro.
• Ponieważ na poziomie makroskopowym, tj. na poziomie planet, gwiazd i galaktyk, jest to dominująca siła wpływająca na oddziaływanie materii. Powoduje powstawanie i wpływa na trajektorię ciał astronomicznych, kontrolując zachowanie astronomiczne. Grawitacja odegrała ważną rolę w ewolucji wczesnego wszechświata.
• To grawitacja była odpowiedzialna za zlepianie się materii w obłoki gazu, które uległy zapadnięciu grawitacyjnemu. Chmury uformowały pierwsze gwiazdy, które następnie utworzyły pierwsze galaktyki. Nawiasem mówiąc, bez tego na przykład gwiazdy zamieniają się w czarne dziury.
• W poszczególnych systemach gwiezdnych spowodowało to połączenie pyłu i gazu. W rezultacie powstały planety. Siła grawitacji kontroluje ruchy orbit planet wokół gwiazd, rotację gwiazd wokół centrum galaktyki i ich łączenie się galaktyk.
• Ale jego znaczenia nie można lekceważyć - to grawitacja tworzy atmosferę niezbędną do życia. Od tego zależy ciśnienie atmosferyczne lub hydrostatyczne. A także stanowi podstawę naszego szkieletu i aparatu przedsionkowego.
​​

Czy grawitacja na innych planety Układu Słonecznego?

Wszyscy mieszkańcy naszej planety wiedzą, że na Ziemi działa siła grawitacji. Możesz się tego upewnić na podstawie własnego doświadczenia. Jednak sprawdzenie, czy ta siła istnieje na Jowiszu, Marsie, Wenus i innych planetach, jest dość problematyczne. Być może nie każdy próbuje znaleźć odpowiedź na to pytanie. Ale w celu rozwinięcia ogólnego spojrzenia i zaspokojenia ciekawości nadal sugerujemy, abyś zapoznał się z tymi informacjami.

Ważne: W zasadzie grawitacja zależy od masy, gdzie wszystkie rzeczy przyciągają się do siebie. Ale nie zapominaj, że rozmiar, masa i gęstość obiektu również wpływają na siłę grawitacji.

Dlatego obliczenia swobodnego spadku dla każdej planety należy przeprowadzić osobno według następującego wzoru:

g = GM/R2, gdzie M to masa planety, a R2 to jej promień.

Pewne trudności mogą się jednak pojawić ze stałą grawitacyjną (G), a dokładniej z dodatkowymi obliczeniami. Od 2014 roku jej wzór wygląda następująco:

G = 6,67408

Teraz możesz zacząć obliczać siłę grawitacji na innych planetach. Nawiasem mówiąc, nie zapominaj, że to tylko teoria matematyczno-fizyczna.

• Merkury jest najmniejszą i najmniej masywną planetą, która otwiera nasz system. Nawiasem mówiąc, planeta wyróżnia się niestabilnymi zmianami temperatury. Przecież w dzień osiąga +350 °C, a nocą przekracza nawet -150 °C.
  • Siła grawitacyjna tak kontrastującej planety wśród innych planet z grupy ziemskiej i oczywiście gazowych olbrzymów ma najmniejsze wskaźniki - 3,7 m/s2.
• Wenus jest nieco podobna do Ziemi, dlatego często nazywana jest „bliźniakiem Ziemi”. To prawda, tylko pod względem wymiarów. Nic więc dziwnego, że siła grawitacji na Wenus jest bardzo zbliżona do jej siły na Ziemi - 8,88 m/s2.
  • Nawiasem mówiąc, promień Wenus jest tylko o 0,85% mniejszy niż promień Ziemi. Ale nie będziesz mógł chodzić po takiej planecie, bo możesz zostać zdmuchnięty przez wiatr o sile 300 m/s lub po prostu spalisz się od jego minimalnej temperatury 475°C. Ale to nie wszystko, z góry spadnie siarkowy deszcz zmieszany z chlorkiem żelaza.
• Dla porównania przedstawiamy średnie wskaźniki naszej Ziemi – 9,81 m/s2. Przy okazji nie zapominaj, że na biegunie będzie znacznie wyżej niż na równiku. Ale na naszym satelicie Księżyc ma siłę grawitacyjną tylko 1,62 m/s2. A każdy wie, jak kosmonauci mogą biegać po jego powierzchni.
• Mars jest bardziej podobny do Ziemi pod wieloma względami. To prawda, że ​​temperatura ujemna nie pozwala na pojawienie się tam życia. A jeśli chodzi o wielkość, masę i gęstość, okazuje się, że jest stosunkowo niewielka. Z tego powodu Mars ma 0,38 razy mniejszą grawitację niż Ziemia. A z zaokrągleniem wynosi 3,86 m/s2.
  • A oto wyraźny przykład, w którym gęstość odegrała rolę - w końcu Mars jest znacznie większy niż Merkury, ale siła grawitacji nie różni się zbytnio.

• Jowisz jest największą i najmasywniejszą planetą Układu Słonecznego. Nawiasem mówiąc, jest to również wietrzna planeta charakteryzująca się ciągłymi burzami i burzami. Będąc gazowym olbrzymem, Jowisz jest naturalnie mniej gęsty niż Ziemia i inne planety ziemskie.
  • Co więcej, jego gęstość i podstawowy skład helu i wodoru zapewniły, że Jowisz nie ma prawdziwej powłoki. Gdyby ktoś na nim stanął, po prostu zatonąłby, aż dotarłby do twardego rdzenia. W rezultacie grawitacja powierzchniowa Jowisza jest definiowana jako siła na szczytach jego chmur. I to 24,79 m/s2.
• Podobnie jak Jowisz, Saturn jest ogromnym gazowym olbrzymem, który jest znacznie większy i masywniejszy niż Ziemia, ale mniej gęsty. W rezultacie jego grawitacja powierzchniowa jest nieco większa niż ziemska.
  • Dla porównania: planeta ze słynnym pasem pierścieni ma średnicę 57350 km, ale Ziemia jest prawie 5 razy mniejsza - 12742 km. Ale siła grawitacyjna na Saturnie wynosi tylko 10,44 m/s2. Oznacza to, że jak na takie wymiary to bardzo mało.
• A powierzchnia Urana jest około czterokrotnie większa od powierzchni Ziemi. Jednak, jako gazowego giganta, jego gęstość jest nawet niższa niż grawitacja Ziemi. I to 8,86 m/s2. Po całej planecie będzie można chodzić bez wysiłku, ale niesamowite zimno nie pozwoli ci zrobić ani kroku. W końcu temperatura nie wzrasta powyżej -220 ℃.
• Neptun jest czwartą co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym. Jest 3,86 razy większa niż Ziemia. Nawiasem mówiąc, nikt nie może się równać z tą planetą pod względem siły sztormów – 2100 km/s2. Ale będąc gazowym gigantem, ma niską gęstość i stosunkowo małą grawitację 11,09 m/s2.
• Jako dodatkową informację warto wziąć pod uwagę siłę grawitacji na Plutonie. Od 2006 roku ciało kosmiczne straciło swój oficjalny status planety, ale nawet jak na planetę karłowatą siła grawitacyjna jest bardzo mała — tylko 0,61 m/s2.

Ważne: Możemy wywnioskować, że siła grawitacji obecna na wszystkich planetach Układu Słonecznego, ale nie wszędzie można ją zmierzyć na powierzchni planety. Na Jowiszu, Saturnie, Uranie i Neptunie siła grawitacji mierzona jest na szczytach chmur. Istnieją również poważne różnice w sile tej siły na różnych planetach.

Która planeta ma najmniejszą grawitację?

• Jeśli weźmiemy pod uwagę wszystkie ciała astronomiczne w Układzie Słonecznym, które posiadają grawitację, najmniejsza siła grawitacyjna nie występuje na powierzchni planety w naszym układzie. To ciało astronomiczne to planeta karłowata Cecer o grawitacji zaledwie 0,27 m/s2.
• Jeśli porównamy siłę grawitacji tylko na powierzchni planet, to najmniejsza siła jest na planecie Pluton, pokrywając jedynie 0,61 m/s2. Ale ponieważ został pozbawiony tytułu planety, ta pozycja ponownie trafia na Merkurego. Przypomnijmy, że dla Merkurego jest to 3,7 m/s2. Ten fakt nie jest zaskakujący, ponieważ Merkury jest najmniejszą planetą w Układzie Słonecznym.

Planeta o największej sile grawitacyjnej

• Jeśli badasz siłę grawitacji na wszystkich obiektach astronomicznych, to największą wartość tej siły można znaleźć na powierzchnia gwiazdy. Nazwa tej gwiazdy to Słońce. Siła grawitacyjna na gwiazdę jest ogromna — 274 m/s2. To prawie trzydzieści razy więcej niż na powierzchni Ziemi.
• Jeśli chodzi o planety, największa siła grawitacyjna działa na największą z planet. To jest olbrzym - Jowisz. Powtórzymy, że ma niesamowitą siłę grawitacji — 24,79 m/s2. To prawie 2,53 razy więcej niż to, czego doświadczamy na Ziemi. Obiekt, który waży 100 gramów na Ziemi, ważyłby 236,4 gramów na Jowiszu.

Teraz wiemy, że na Merkurym i innych planetach o niskiej grawitacji polecielibyśmy w kosmos. Ale na przykład na Jowiszu bylibyśmy wciskani w ziemię. W tym przypadku gaz. Nawiasem mówiąc, w pierwszym przypadku ty i ja bylibyśmy wysocy i szczupli, aw drugim wariancie - niscy i silni. I oczywiście ciężar byłby odczuwany inaczej. Przy niskiej grawitacji wszystkie obiekty byłyby niemożliwie lekkie, ale przy wysokich wartościach nawet piórko ważyłoby tyle, co ciężarówka.

Wideo: Czy na innych planetach Układu Słonecznego występuje grawitacja?