Какая максимальная сила гравитации при которой человек может выжить на других планетах?

В данной статье мы рассмотрим, если сила тяжести на других планетах нашей Солнечной системы. А также узнаем, какие ее минимальные и максимальные показатели.

Ответы на некоторые вопросы, связанные с силой тяжести, интересно узнать не только физикам и астрономам. Даже значительной части обычных людей хотелось бы получить ответы на вопросы о существовании и особенностях силы тяжести на разных планетах.

Но прежде необходимо ознакомиться с базовыми понятиями для этого физического явления. Поэтому давайте рассмотрим именно силу тяжести и ее роль для природы не только на нашей Земле, но и на других планетах Солнечной системы.

Что собой представляет сила тяжести?

Сила тяжести – это довольно удивительная фундаментальная сила. Она является естественным эффектом, в котором все вещи, обладающие массой, притягиваются друг к другу. Будь то астероиды, планеты, звезды, галактики и т. д.

  • Чем больше масса объекта, тем большую силу он будет оказывать на объекты вокруг него. Сила объекта также зависит от расстояния — то есть влияние, которое он оказывает на другой объект, уменьшается с увеличением расстояния между ними.
  • Силу тяготения называют притягивающей, потому что она всегда пытается объединить массы и никогда не отталкивает их. Фактически, каждый объект живой и неживой природы тянется ко всем другим объектам во Вселенной.
  • Сила тяжести также является одной из четырех основных сил, которые регулируют все взаимодействия в природе. Она находится наряду со слабой и сильной ядерной силой, а также электромагнетизмом.
  • Из этих сил гравитация является самой слабой. Она слабее примерно в 1038 раз сильной ядерной силы и в 1036 раз слабее электромагнитной силы. Также слабее она и слабой ядерной силы в 1029 раз.
  • Лучшим средством описания поведения силы тяжести остается общая теория относительности Эйнштейна. Согласно теории, сила тяготения не является силой. Это следствие кривизны пространства и времени, что вызвана неравномерным распределением массы или энергии.
  • С этой теорией согласуются взаимодействия в природе. Энергия и масса эквивалентны, а это значит, что все формы энергии также вызывают силу тяжести и находятся под ее влиянием.
  • Однако, большинство способов применения этой силы лучше всего объясняет Закон всемирного тяготения Ньютона. В нем говорится, что сила тяжести существует как притяжение двух тел. Сила этого притяжения может вычисляться математически, где сила тяготения прямо пропорциональна произведению их масс. Также она обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами.
  • Сила тяготения высчитывается по общепринятой формуле:

F = g * m

Естественно, что m – это масса любого нужного тела, а вот g – это ускорение свободного падения.

В каждой точке планеты действует силя тяжести

Гиганты и карлики

Планеты-гиганты, или внешние планеты, располагаются за орбитой Главного пояса астероидов. В основе каждого из этих тел каменное ядро небольших размеров, покрытое громадной газообразной массой, состоящей преимущественно из аммиака, метана и водорода. Гиганты имеют малые периоды обращения вокруг своей оси (от 9 до 17 часов), и при определении гравитационных параметров необходимо учитывать действие центробежных сил.

Вес тела на Юпитере и Нептуне будет больше, чем на Земле, а вот на других планетах сила тяжести немного меньше земной. Эти объекты не имеют твердой или жидкой поверхности, поэтому расчеты ведутся для границы верхнего облачного слоя (см. таблицу).

Планеты-гиганты

Радиус орбиты (млн км)Радиус (тыс. км)Масса (кг)Ускорение своб. падения g (м/с 2)Вес космонавта (Н)
Юпитер778711,9×10 2723,951677
Сатурн1429605,7×10 2610,44730
Уран2871268,7×10 258,86620
Нептун4504251,0×10 2611,09776

(Примечание: данные по Сатурну во многих источниках (цифровых и печатных) весьма противоречивы).

В заключение несколько любопытных фактов, дающих наглядное представление о том, какая сила тяжести на других планетах. Единственное небесное тело, на котором побывали представители человечества, — Луна. По воспоминаниям американского астронавта Нила Армстронга, тяжелый защитный скафандр не мешал ему самому и его коллегам с легкостью совершать прыжки на высоту до двух метров — с поверхности до третьей ступеньки лестницы лунного модуля. На нашей планете такое же усилие привело лишь к прыжку на 30-35 см.

Вокруг Солнца обращается еще несколько карликовых планет. Масса одной из самых больших — Цереры — в 7,5 тыс. раз меньше, а радиус — в два десятка раз меньше земного. Сила тяжести на ней настолько слаба, что космонавт смог бы легко переместить груз массой около 2 тонн, а оттолкнувшись от поверхности «карлика», просто улетел бы в космическое пространство.

Like
LoveHahaWowSadAngry
21 марта 2020 года NASA представило на своем сайте новую наиболее подробною на сегодняшний день карту гравитации Марса, позволяющую заглянуть в скрытый интерьер Красной планеты.

«Гравитационные карты позволяют нам заглянуть внутрь планеты, подобно рентгену, который использует врач, чтобы увидеть внутренности пациента. Новая гравитационная карта будет полезна для будущего исследования Марса, потому что знания о гравитационных аномалиях помогут будущим миссиям более точно выходить на орбиту планеты. Кроме того, улучшенное разрешение нашей карты поможет понять тайны формирования некоторых регионов Марса», – сказал Антонио Дженова из Массачусетского технологического института, ведущий автор публикации об исследовании.

Улучшенная гравитационная карта предлагает новое объяснение того, как формируются некоторые особенности границы, отделяющей относительно пологие северные низменности от сильно кратерированного южного нагорья. Также команда исследователей путем анализа приливов в марсианской коре и мантии, вызванных гравитационным притяжением Солнца и двух спутников, подтвердила, что Марс имеет жидкое внешнее каменное ядро. И, наконец, наблюдая за изменением гравитации Марса в течение последних 11 лет, команда обнаружила огромное количество углекислого газа, который вымораживается из атмосферы над марсианскими полярными шапками в зимний период.

Карта марсианской гравитации. Взгляд на Северный полюс. Белым и красным цветом обозначены регионы с наибольшей гравитацией. Синий цвет обозначает районы с более низкой гравитацией. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Карта была получена с помощью сети из трех космических аппаратов, кружащих на орбите Марса: Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey (ODY) и Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Как и на других планетах, сила притяжения Марса ощущается космическими аппаратами, и их орбита немного изменяется. Например, притяжение над горой будет немного сильнее, а над каньоном – чуть слабее.

Незначительные изменения траектории полетов аппаратов фиксировались и отсылались на Землю. Именно эти колебания использовались для построения карты гравитационного поля Красной планеты.

Карта марсианской гравитации. Взгляд на Южный полюс. Белым и красным цветом обозначены регионы с наибольшей гравитацией. Синий цвет обозначает районы с более низкой гравитацией. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

«С новой картой мы смогли увидеть малые гравитационные аномалии около 100 километров в поперечнике. Мы определили мощность коры Марса с разрешением примерно 120 километров. Лучшее разрешение поможет интерпретировать, как кора планеты изменялась во многих регионах за марсианскую историю», – добавил Антонио Дженова.

Например, область с более низкой гравитацией между Acidalia Planitia и Tempe Terra объясняется системой подземных каналов, которые доставили воду и отложения из южного нагорья к северной низменности миллиарды лет назад, когда марсианский климат был влажным.

Карта марсианской гравитации, показывающая вулканический регион Tharsis. Синие регионы с наименьшей гравитацией могут быть трещинами в литосфере Марса. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Альтернативное объяснение этой аномалии заключается в том, что она может быть связана с прогибом или изгибом литосферы, внешнего слоя Марса, в связи с образованием области Tharsis. Эта область представляет собой вулканическое плато, простирающееся на тысячи километров и содержащее крупнейшие вулканы в Солнечной системе. Когда вулканы росли, литосфера прогибалась под их огромным весом.

Новая гравитационная карта позволила команде подтвердить мнение, что Марс имеет внешнее жидкое каменное ядро, а также уточнить измерения марсианских приливов и отливов.

Изменения в марсианской гравитации ранее измерялись миссиями MGS и ODY по наблюдению за полярными льдами. MRO был впервые применен для мониторинга массы планеты. Ученые определили, что в зимний период из атмосферы вымораживается 3-4 триллиона тонн углекислого газа, из которого и формируются полярные шапки. Это примерно от 12 до 16 процентов массы всей атмосферы Марса.

Like
LoveHahaWowSadAngry
Роман Захаров
главный редактор
> > > Гравитация на Марсе

Какая гравитация на Марсе

по сравнению с Землей: описание показателей для планет Солнечной системы с фото, влияние на организм человека, вычисление гравитации.

Земля и Марс во многом похожи. Они практически сходятся по площади поверхности, обладают полярными шапками, осевым наклоном и сезонной изменчивостью. К тому же обе показывают, что прошли сквозь климатические перемены.

Но они и отличаются. И одним из важнейших факторов выступает гравитация

. Поверьте, если вы собираетесь колонизировать чужой мир, то этот момент сыграет важную роль.

Какая роль силы тяжести в природе?

Если бы не было силы тяжести, то мы все выплыли в космос. Без нее все наши наземные виды медленно увядали и умирали. В то же время, наши мышцы дегенерировали, кости у людей и животных становились хрупкими и слабыми, а органы переставали функционировать должным образом.

  • Поэтому без преувеличений можно сказать, что сила тяготения — это не только факт жизни на Земле, но и предпосылка для этого. Однако порой люди намерены выйти из сферы влияния этой силы.
  • Сила тяжести оказывает незначительное влияние на материю в наименьшем из масштабов, то есть на субатомные единицы. Однако она имеет большое значение для развития объектов на макроуровне.
  • Поскольку на макроскопическом уровне, то есть на уровне планет, звезд и галактик, она является доминирующей силой, влияющей на взаимодействие материй. Она вызывает формирование и влияет на траекторию астрономических тел, управляя астрономическим поведением. Сила тяготения сыграла важную роль в эволюции ранней Вселенной.
  • Именно сила тяжести отвечала за совокупление материи, чтобы образовать облака газа, которые подверглись гравитационному коллапсу. Облака образовывали первые звезды, которые затем формировали первые галактики. Кстати, без нее, например, звезды превращаются в черные дыры.
  • В пределах отдельных звездных систем это заставило пыль и газ слиться. В результате образовывались планеты. Сила тяжести управляет движениями орбит планет вокруг звезд, вращением звезд вокруг центра их галактики и слиянием галактик.
  • Но нельзя недооценивать всю ее важность – именно сила тяжести и создает необходимую для жизни атмосферу. Именно от нее и зависит атмосферное или гидростатическое давление. А также она закладывает основу нашего скелета и вестибулярного аппарата.

Без силы тяжести мы все бы улетели в космос

Есть ли сила тяжести на других планетах Солнечной системы?

Что на Земле присутствует сила тяготения, знают все жители нашей планеты. Убедиться в этом можно на собственном опыте. Но вот, есть ли эта сила на Юпитере, Марсе, Венере и других планетах, проверить достаточно проблематично. Возможно, не все пытаются найти ответ на этот вопрос. Но для развития общего кругозора и удовлетворения своего любопытства, предлагаем все же выяснить эту информацию.

Важно: В принципе, гравитация зависит от массы, где все вещи притягиваются друг к другу. Но не забывайте, что размер, масса и плотность объекта также влияют на гравитационную силу.

Поэтому расчеты свободного падения для каждой планеты должны проводиться по отдельности за следующей формулой:

g = GM/R2, где M – это масса планеты, а R2 – это ее радиус.

Но вот с гравитационной постоянной величиной (G) могут возникнуть некие трудности, а точнее еще одни дополнительные расчеты. С 2014 года ее формула выглядит следующим образом:

G = 6,67408(31)·10−11 м3·с−2·кг−1

Теперь можно приступать к расчетам силы тяжести на других планетах. Кстати, не забывайте, что это только математическая и физическая теория.

Юпитер значительно тяжелее земли, поэтому сила тяжести на нем больше

  • Меркурий — наименьшая и наименее массивная планета, что открывает нашу систему. Выделяется планета, кстати, нестабильными перепадами температуры. Ведь днем она доходит до отметки +350 °C, а ночью превышает даже -150 °C. Сила тяжести такой контрастной планеты среди остальных планет земной группы и, конечно же, газовых гигантов имеет наименьшие показатели – 3,7 м/с².
  • Венера немного похожа на Землю, поэтому ее часто называют «близнецом Земли». Правда, только по габаритам. Следовательно, неудивительно, что мощность силы тяготения на Венере очень близка к ее мощности на Земле – 8,88 м/с².
      Кстати, радиус Венеры от земного меньше лишь на 0,85%. Но вот погулять на такой планете не получится, ведь вас может сдуть ветром с силой в 300 м/с или вы просто сгорите от ее минимальной температуры в 475°C. Но и это еще не все, сверху еще пойдет серный дождь, что будет смешан с хлорным железом.
  • Для сравнение приведем средние показатели нашей Земли9, 81 м/с². Кстати, не забывайте, что на полюсе она будет куда выше, нежели на экваторе. А вот на нашем спутнике, для справочной информации, Луна имеет силу тяготения всего лишь 1,62 м/с². Да и всем известно, как космонавты могут бегать по его поверхности.
  • Марс более похож на Землю во многих ключевых аспектах. Правда, минусовая температура немного не позволяет появиться там жизни. И вот когда дело доходит до размера, массы и плотности, то он оказывается сравнительно малым. Из-за этого у Марса в 0,38 раза сила тяготения меньше, чем у Земли. И составляет с округлением 3,86 м/с².
      И вот наглядный пример, когда плотность сыграла свою роль – ведь Марс значительно больше по размерам за Меркурий, но сила тяготения не слишком отличается.
  • На марсе наша масса уменьшится на 62%

    • Юпитер — самая большая и самая массивная планета в Солнечной системе. Кстати, это еще и ветреная планета, что характеризуется постоянными штормами и грозами. А будучи газовым гигантом, Юпитер, естественно, менее плотный, чем Земля и другие земные планеты. Более того, его плотность и основной состав из гелия и водорода обеспечили то, что Юпитер не имеет истинной оболочки. Если бы кто-то стоял на нем, он просто тонул бы, пока не достиг твердого ядра. В результате поверхностная сила тяготения Юпитера определяется, как сила на вершинах его облаков. И составляет 24,79 м/с².
  • Как и Юпитер, Сатурн — это огромный гигант газа, который значительно больше и массивнее Земли, но менее плотный. В результате, его поверхностная сила тяжести немного больше, чем у Земли.
      Для сравнения: планета со знаменитым поясом из колец имеет диаметр 57350 км, а вот земля меньше практически в 5 раз — 12742 км. Но вот сила тяжести на Сатурне всего 10,44 м/с². То есть, для таких габаритов это очень мало.
  • А площадь Урана примерно в четыре раза больше площади Земли. Однако, как у газового гиганта, его плотность даже ниже земного тяготения. И составляет 8,86 м/с². Ходить по планете можно будет без труда, но вот невероятный холод не даст сделать ни шагу. Ведь температура не поднимается выше -220 ℃.
  • Нептун — четвертая по величине планета Солнечной системы. Он в 3,86 раза больше Земли. Кстати, с этой планетой никто не сравнится по мощности штормов — 2100 км/с². Но, будучи газовым гигантом, он имеет низкую плотность и сравнительно небольшую силу тяжести в 11,09 м/с².
  • Стоит еще рассмотреть в качестве дополнительной информации силу тяжести на Плутоне. Хотят с 2006 года космическое тело утратило официальный статус планеты, но даже для карликовой планеты сила тяжести очень мала — всего 0,61 м/с².
  • Вот таак нас вес зависит от силя тяжести

    Важно: Можно сделать вывод, что сила тяжести присутствует на всех планетах Солнечной системы, но не везде ее можно измерить на поверхности планеты. На Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне сила тяжести измеряется на вершинах облаков. Серьезные отличия на разных планетах есть и в мощности этой силы.

    Влияние силы притяжения на живые организмы

    Сила притяжения также оказывает различные воздействия на живых существ. Попросту говоря, когда будут открыты другие обитаемые миры, мы увидим, что их обитатели сильно отличаются друг от друга в зависимости от массы их планет. К примеру, будь Луна обитаема, то ее населяли бы очень высокие и хрупкие существа, и наоборот, на планете массой с Юпитер жители были бы очень низкие, крепкие и массивные. А иначе на слабых конечностях в таких условиях попросту не выживешь при всем желании.

    Сила притяжения сыграет важную роль и при будущей колонизации того же Марса. Согласно законам биологии, если чем-то не пользуешься, то это постепенно атрофируется. Космонавтов с борта МКС на Земле встречают с креслами на колесах, так как в невесомости их мышцы задействованы очень мало, и даже регулярные силовые тренировки не помогают. Так что потомство колонистов на других планетах будет как минимум выше и физически слабее своих предков.

    Так что мы разобрались с тем, какая сила тяжести на других планетах.

    Общеизвестно, что Земля имеет форму шара, сплюснутого у полюсов. Поэтому вес одного и того же тела (определяемый силой притяжения) в различных местах планеты неодинаков. Например, взрослый человек, переместившись из высоких широт к экватору, «потеряет в весе» около 0,5 кг. А какова сила тяжести на других планетах Солнечной системы?

    На какой планете наименьшая сила тяжести?

    • Если брать во внимание все астрономические тела в Солнечной системе, где присутствует сила тяготения, то самая маленькая сила тяжести не на поверхности планеты нашей системы. Это астрономическое тело – карликовая планета Цецер с силой тяжести всего в 0,27 м/с².
    • Если сравнивать силу тяжести только на поверхности планет, то наименьшая сила на планете Плутоне, что охватывает только 0,61 м/с². Но поскольку его лишили звания планеты, то эта должность снова переходит Меркурию. Напомним, что для Меркурия она составляет 3,7 м/с². Этот факт не вызывает удивления, ведь Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы.

    Наибольшую, просто невероятную силу тяжести имеет солнце, а среди планет - юпитер

    Немного физики

    Еще разработал теорию, согласно которой любые два объекта испытывают взаимную силу притяжения. В масштабах космоса и Вселенной в целом подобное явление проявляется очень явственно. Наиболее яркий пример — это наша планета и Луна, которая именно благодаря гравитации и вращается вокруг Земли. Видим проявление гравитации мы и в повседневной жизни, просто привыкли к нему и совсем не обращаем внимание. Это так называемая Именно из-за нее мы не парим в воздухе, а спокойно ходим по земле. Также она способствует удержанию нашей атмосферы от постепенного улетучивания в космос. У нас она составляет условные 1 G, но какая сила тяжести на других планетах?

    Планета с наибольшей силой тяжести

    • Если изучать силу тяготения на всех астрономических объектах, то наибольшее значение этой силы можно выявить на поверхности звезды. Название этой звезды – Солнце. Сила тяжести на звезде огромная — 274 м/с². Это почти в тридцать раз больше, чем на поверхности Земли.
    • Что касается планет, то самая большая сила тяжести на наибольшей из планет. Это гигант – Юпитер. Повторится, что он обладает невероятной силой тяжести — 24,79 м/с². Это почти в 2,53 раза больше того, что мы испытываем на планете Земля. Предмет, который весит 100 грамм на Земле, весил бы 236,4 грамма на Юпитере.

    Теперь мы знаем, что на Меркурии и других планетах с малой силой тяжести мы бы улетели в космос. А вот, например, на Юпитере нас бы вдавливало в землю. В данном случае в газ. Кстати, в первом случае мы бы с вами были высокими и худыми, а во второй вариации — низкими и коренастыми. И, конечно же, вес по-разному бы ощущался. С низкой силой тяжести все предметы были бы до невозможности легкими, а вот при больших показателям даже перышко стало бы весом с грузовую машину.

    Марс

    Марс наиболее похож по физическим данным на нашу планету. Конечно, жить там проблематично из-за отсутствия воздуха и воды, но он находится в так называемой зоне обитаемости. Правда, весьма условно. На нем нет ужасающей жары как на Венере, многовековых бурь как на Юпитере, и абсолютного холода как на Титане. И ученые последние десятилетия все не оставляют попыток придумать методы его терраформирования, создания пригодных для жизни условий без скафандров. Однако каково такое явление как сила тяжести на Марсе?Она составляет 0,38 g от земной, это примерно в два раза меньше. Это значит, что на красной планете можно скакать и прыгать гораздо выше, чем на Земле, и все тяжести весить будут также значительно меньше. И этого вполне достаточно для удержания не только его нынешней, «хилой» и жидкой атмосферы, но и гораздо более плотной.

    Правда, говорить о терраформации пока рано, ведь для начала нужно хотя бы просто высадиться на него и наладить постоянные и надежные полеты. Но все же сила тяжести на Марсе вполне пригодна для обитания будущих поселенцев.

    Рейтинг
    ( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: