Teen die draai van die 17de en 18de eeue het daar in Brittanje 'n wetenskaplike, Isaac Newton, gewoon wat deur groot waarnemingsvermoëns gekenmerk is. Dit het so gebeur dat die uitsig oor die tuin, waar appels van takke na die grond geval het, hom gehelp het om die wet van universele gravitasie te ontdek. Watter krag laat die fetus vinniger en vinniger na die oppervlak van die planeet beweeg, volgens watter wette vind hierdie beweging plaas? Kom ons probeer om hierdie vrae te beantwoord.
En as hierdie appelbome, soos Sowjet-propaganda eens belowe het, op Mars groei, hoe sou daardie herfs dan wees? Versnelling van vrye val op Mars, op ons planeet, op ander liggame van die sonnestelsel… Waarvan hang dit af, watter waardes bereik dit?
Vryvalversnelling
Wat is merkwaardig omtrent die beroemde Leunende Toring van Pisa? Kantel, argitektuur? Ja. En dit is ook gerieflik om verskeie voorwerpe daaruit af te gooi, wat die beroemde Italiaanse ontdekkingsreisiger Galileo Galilei aan die begin van die 17de eeu gedoen het. Deur allerhande goeters neer te gooi, het hy opgemerk dat die swaar bal in die eerste oomblikke van die val stadig beweeg, dan neem sy spoed toe. Die navorser was geïnteresseerd in die wiskundige wet waarvolgensspoedverandering vind plaas.
Metings wat later gemaak is, insluitend deur ander navorsers, het getoon dat die spoed van die vallende liggaam:
- vir 1 sekonde van val word gelyk aan 9,8 m/s;
- in 2 sekondes - 19,6 m/s;
- 3 – 29,4 m/s;
- …
- n sekondes – n∙9,8 m/s.
Hierdie waarde van 9,8 m/s∙s word "vryvalversnelling" genoem. Op Mars (Rooi Planeet) of 'n ander planeet, is die versnelling dieselfde of nie?
Hoekom is dit anders op Mars
Isaac Newton, wat die wêreld vertel het wat universele gravitasie is, kon die wet van vryvalversnelling formuleer.
Met vooruitgang in tegnologie wat die akkuraatheid van laboratoriummetings tot 'n nuwe vlak verhoog het, kon wetenskaplikes bevestig dat die versnelling van swaartekrag op planeet Aarde nie so 'n konstante waarde is nie. Dus, by die pole is dit groter, by die ewenaar is dit minder.
Die antwoord op hierdie raaisel lê in die bogenoemde vergelyking. Die feit is dat die aardbol, streng gesproke, nie heeltemal 'n sfeer is nie. Dit is 'n ellipsoïed, effens afgeplat by die pole. Die afstand na die middel van die planeet by die pole is minder. En hoe Mars in massa en grootte van die aardbol verskil… Die versnelling van vryval daarop sal ook anders wees.
Gebruik Newton se vergelyking en algemene kennis:
- massa van die planeet Mars − 6, 4171 1023 kg;
- gemiddelde deursnee − 3389500 m;
- gravitasiekonstante − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Dit sal nie moeilik wees om die versnelling van vrye val op Mars te vind nie.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3,71 m/s2.
Om die ontvangde waarde na te gaan, kan jy in enige naslaanboek kyk. Dit val saam met die tabel, wat beteken dat die berekening korrek gemaak is.
Hoe versnelling as gevolg van swaartekrag verband hou met gewig
Gewig is die krag waarmee enige liggaam met massa op die oppervlak van die planeet druk. Dit word in newton gemeet en is gelyk aan die produk van die massa en die versnelling van vrye val. Op Mars en enige ander planeet sal dit natuurlik anders wees as die aarde. Dus, op die maan is swaartekrag ses keer minder as op die oppervlak van ons planeet. Dit het selfs sekere probleme geskep vir ruimtevaarders wat op 'n natuurlike satelliet geland het. Dit blyk geriefliker te wees om rond te beweeg en 'n kangaroe na te boots.
So, soos dit bereken is, is die vryvalversnelling op Mars 3,7 m/s2, of 3,7 / 9,8=0,38 van die Aarde.
En dit beteken dat die gewig van enige voorwerp op die oppervlak van die Rooi Planeet slegs 38% van die gewig van dieselfde voorwerp op Aarde sal wees.
Hoe en waar dit werk
Kom ons reis verstandelik deur die Heelal en vind die versnelling van vrye val op planete en ander ruimteliggame. NASA-ruimtevaarders beplan om binne die volgende dekades op een van die asteroïdes te land. Kom ons neem Vesta, die grootste asteroïde in die sonnestelsel (Ceres was groter, maar dit is onlangs oorgeplaas na die kategorie van dwergplanete, "bevorder in rang").
g Vesta=0,22 m/s2.
Alle massiewe liggame sal 45 keer ligter word. Met so 'n klein swaartekrag sal enige werk op die oppervlak 'n probleem word.’n Onverskillige ruk of sprong sal die ruimtevaarder onmiddellik etlike tientalle meters opgooi. Wat kan ons sê oor planne vir die ontginning van minerale op asteroïdes. 'n Graafmasjien of boortuig sal letterlik aan hierdie ruimterotse vasgemaak moet word.
En nou die ander uiterste. Stel jou voor op die oppervlak van 'n neutronster ('n liggaam met die massa van die son, terwyl dit 'n deursnee van ongeveer 15 km het). Dus, as die ruimtevaarder op een of ander onbegryplike manier nie sterf weens die afskaalbestraling van alle moontlike gebiede nie, dan sal die volgende prentjie voor sy oë verskyn:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
'n Muntstuk wat 1 gram weeg, sal 240 duisend ton weeg op die oppervlak van hierdie unieke ruimte-voorwerp.
