Sa pagpasok ng ika-17 at ika-18 na siglo, nanirahan sa Britain ang isang siyentipiko, si Isaac Newton, na nakilala sa pamamagitan ng mga dakilang kapangyarihan ng pagmamasid. Ito ay nangyari na ang tanawin ng hardin, kung saan nahulog ang mga mansanas mula sa mga sanga patungo sa lupa, ay nakatulong sa kanya na matuklasan ang batas ng unibersal na grabitasyon. Anong puwersa ang nagpapabilis at mas mabilis na gumagalaw ang fetus sa ibabaw ng planeta, ayon sa anong mga batas nangyayari ang paggalaw na ito? Subukan nating sagutin ang mga tanong na ito.
At kung ang mga puno ng mansanas na ito, gaya ng ipinangako ng propaganda ng Sobyet, ay tumubo sa Mars, ano kaya ang magiging taglagas na iyon? Ang pagbilis ng libreng pagbagsak sa Mars, sa ating planeta, sa iba pang mga katawan ng solar system… Saan ito nakasalalay, sa anong mga halaga ang naaabot nito?
Free fall acceleration
Ano ang kapansin-pansin sa sikat na Leaning Tower ng Pisa? Ikiling, arkitektura? Oo. At maginhawa rin na itapon ang iba't ibang bagay mula rito, na ginawa ng sikat na Italian explorer na si Galileo Galilei sa simula ng ika-17 siglo. Inihagis niya ang lahat ng uri ng gizmos, napansin niya na ang mabigat na bola sa mga unang sandali ng taglagas ay gumagalaw nang mabagal, pagkatapos ay tumataas ang bilis nito. Interesado ang mananaliksik sa batas matematika ayon sa kung saannaganap ang pagbabago ng bilis.
Ang mga pagsukat na ginawa sa ibang pagkakataon, kasama ng iba pang mga mananaliksik, ay nagpakita na ang bilis ng pagbagsak ng katawan:
Ang
Ang halagang ito na 9.8 m/s∙s ay tinatawag na "free fall acceleration". Sa Mars (Red Planet) o sa ibang planeta, pareho ba ang acceleration o hindi?
Bakit iba sa Mars
Isaac Newton, na nagsabi sa mundo kung ano ang unibersal na grabitasyon, ay nagawang bumalangkas ng batas ng free fall acceleration.
Sa mga pag-unlad sa teknolohiya na nagpapataas ng katumpakan ng mga pagsukat sa laboratoryo sa isang bagong antas, nakumpirma ng mga siyentipiko na ang pagbilis ng gravity sa planetang Earth ay hindi ganoong pare-parehong halaga. Kaya, sa mga pole ito ay mas malaki, sa ekwador ay mas kaunti.
Ang sagot sa bugtong na ito ay nasa equation sa itaas. Ang katotohanan ay ang globo, sa mahigpit na pagsasalita, ay hindi isang globo. Ito ay isang ellipsoid, bahagyang patag sa mga pole. Ang distansya sa gitna ng planeta sa mga pole ay mas mababa. At kung paano naiiba ang masa at laki ng Mars mula sa globo… Magiiba din ang acceleration ng free fall dito.
Gamit ang equation at karaniwang kaalaman ni Newton:
- masa ng planetang Mars − 6, 4171 1023 kg;
- average na diameter − 3389500 m;
- gravitational constant − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Hindi magiging mahirap hanapin ang acceleration ng free fall sa Mars.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3.71 m/s2.
Upang suriin ang natanggap na halaga, maaari kang tumingin sa anumang reference na libro. Sumasabay ito sa talahanayan, ibig sabihin, tama ang ginawang pagkalkula.
Paano nauugnay ang acceleration dahil sa gravity sa timbang
Ang timbang ay ang puwersa kung saan ang anumang katawan na may mass presses sa ibabaw ng planeta. Ito ay sinusukat sa newtons at katumbas ng produkto ng masa at ang acceleration ng free fall. Sa Mars at anumang iba pang planeta, siyempre, ito ay magiging iba sa lupa. Kaya, sa Buwan, ang gravity ay anim na beses na mas mababa kaysa sa ibabaw ng ating planeta. Lumikha pa ito ng ilang mga paghihirap para sa mga astronaut na nakarating sa isang natural na satellite. Ito ay naging mas maginhawa upang lumipat sa paligid, na ginagaya ang isang kangaroo.
Kaya, gaya ng kinakalkula, ang free fall acceleration sa Mars ay 3.7 m/s2, o 3.7 / 9.8=0.38 ng Earth.
At nangangahulugan ito na ang bigat ng anumang bagay sa ibabaw ng Red Planet ay magiging 38% lamang ng bigat ng parehong bagay sa Earth.
Paano at saan ito gumagana
Maglakbay tayo sa kaisipan sa Uniberso at hanapin ang pagbilis ng libreng pagkahulog sa mga planeta at iba pang mga katawan sa kalawakan. Plano ng mga astronaut ng NASA na dumaong sa isa sa mga asteroid sa loob ng susunod na mga dekada. Kunin natin ang Vesta, ang pinakamalaking asteroid sa solar system (mas malaki ang Ceres, ngunit inilipat ito kamakailan sa kategorya ng mga dwarf planeta, "na-promote sa ranggo").
g Vesta=0.22 m/s2.
Lahat ng malalaking katawan ay magiging 45 beses na mas magaan. Sa gayong maliit na gravity, ang anumang gawain sa ibabaw ay magiging problema. Ang isang pabaya o pagtalon ay agad na itatapon ang astronaut ng ilang sampung metro pataas. Ano ang masasabi natin tungkol sa mga plano para sa pagkuha ng mga mineral sa mga asteroid. Literal na kailangang itali ang isang excavator o drilling rig sa mga batong ito sa kalawakan.
At ngayon ang isa pang sukdulan. Isipin ang iyong sarili sa ibabaw ng isang neutron star (isang katawan na may masa ng araw, habang may diameter na mga 15 km). Kaya, kung sa ilang hindi maintindihan na paraan ang astronaut ay hindi mamatay mula sa off-scale radiation ng lahat ng posibleng saklaw, ang sumusunod na larawan ay lilitaw sa harap ng kanyang mga mata:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Ang isang barya na tumitimbang ng 1 gramo ay tumitimbang ng 240 libong tonelada sa ibabaw ng kakaibang bagay na ito sa kalawakan.
