جاذبه چیست و چه نقشی دارد؟ آیا نیروی گرانش در سایر سیارات منظومه شمسی وجود دارد و چقدر است؟ کوچکترین و بزرگترین جاذبه در کدام سیاره است؟

در این مقاله بررسی خواهیم کرد که آیا نیروی گرانش در سایر سیارات منظومه شمسی ما وجود دارد یا خیر. و همچنین خواهیم فهمید که حداقل و حداکثر شاخص های آن چیست.

مطالب

گرانش چیست؟
نقش جاذبه در طبیعت چیست؟
آیا گرانش در سیارات دیگر منظومه شمسی وجود دارد؟
کدام سیاره کمترین گرانش را دارد؟
سیاره با بیشترین گرانش
ویدئو: آیا سیارات دیگر در منظومه شمسی دارای جاذبه هستند؟

پاسخ به برخی از سوالات مربوط به گرانش نه تنها برای فیزیکدانان و ستاره شناسان جالب است. حتی بخش قابل توجهی از مردم عادی مایلند پاسخ سوالات مربوط به وجود و ویژگی های گرانش در سیارات مختلف را دریافت کنند.

اما قبل از هر چیز لازم است با مفاهیم اولیه این پدیده فیزیکی آشنا شویم. بنابراین، بیایید دقیقاً نیروی گرانش و نقش آن برای طبیعت را نه تنها در زمین ما، بلکه در سایر سیارات منظومه شمسی نیز در نظر بگیریم.

گرانش چیست؟

گرانش یک نیروی بنیادی نسبتاً عجیب است. این یک اثر طبیعی است که در آن همه چیزهای دارای جرم به یکدیگر جذب می شوند. اعم از سیارک ها، سیارات، ستاره ها، کهکشان ها و غیره. نیروی یک جسم به فاصله نیز بستگی دارد - یعنی با افزایش فاصله بین آنها، تأثیری که بر جسم دیگر اعمال می کند کاهش می یابد.

نیروی گرانش جاذبه نامیده می شود زیرا همیشه سعی می کند توده ها را متحد کند و هرگز آنها را دفع نمی کند. در واقع، هر شیء دارای طبیعت جاندار و بی جان به سوی سایر اشیاء عالم کشیده می شود.

گرانش نیز یکی از چهار نیروی اساسی است که بر همه فعل و انفعالات در طبیعت حاکم است. در کنار نیروی هسته ای ضعیف و قوی و همچنین الکترومغناطیس قرار دارد.

از بین این نیروها، گرانش ضعیف ترین است. تقریباً 1038 برابر ضعیف‌تر از نیروی هسته‌ای قوی و 1036 برابر ضعیف‌تر از نیروی الکترومغناطیسی است. همچنین 1029 برابر ضعیف تر از نیروی هسته ای ضعیف است.

نظریه نسبیت عام اینشتین بهترین وسیله برای توصیف رفتار گرانش است. بر اساس این نظریه، گرانش یک نیرو نیست. این نتیجه انحنای فضا و زمان است که ناشی از توزیع ناهموار جرم یا انرژی است.

فعل و انفعالات در طبیعت با این نظریه سازگار است. انرژی و جرم معادل هستند، به این معنی که همه اشکال انرژی نیز باعث گرانش می شوند و تحت تأثیر آنها قرار می گیرند.

با این حال، بیشتر روش‌های اعمال این نیرو توسط قانون گرانش جهانی نیوتن به بهترین شکل توضیح داده شده است. می گوید گرانش به عنوان جاذبه دو جسم وجود دارد. نیروی این جاذبه را می توان به صورت ریاضی محاسبه کرد، جایی که نیروی جاذبه با حاصلضرب جرم آنها نسبت مستقیم دارد. همچنین با مجذور فاصله بین اجسام نسبت معکوس دارد.

نیروی گرانش بر اساس فرمول پذیرفته شده به طور کلی محاسبه می شود:

F = g * m

به طور طبیعی m is جرم هر جسم مورد نظر و g شتاب سقوط آزاد است.

در هر نقطه از سیاره نیروی گرانش وجود دارد که در سیارات دیگر نیز وجود دارد

نقش جاذبه در طبیعت چیست؟

اگر جاذبه وجود نداشت، همه ما در فضا شناور می شدیم. بدون آن، همه گونه های زمینی ما به آرامی پژمرده می شوند و می میرند. در همان زمان، ماهیچه‌های ما تحلیل رفت، استخوان‌های انسان و حیوانات شکننده و ضعیف شدند و اندام‌ها به درستی کار نکردند.

بنابراین، بدون اغراق، می توان گفت که گرانش نه تنها یک واقعیت حیات در زمین است، بلکه پیش نیاز آن است. هرچند گاهی افراد قصد خروج از حوزه نفوذ این نیرو را دارند.
نیروی گرانشی تأثیر ناچیزی بر ماده در کوچکترین مقیاس، یعنی بر واحدهای زیراتمی دارد. با این حال، برای توسعه اشیاء در سطح کلان اهمیت زیادی دارد.
زیرا در سطح ماکروسکوپی، یعنی در سطح سیارات، ستارگان و کهکشان‌ها، نیروی غالب مؤثر بر تعامل ماده است. باعث شکل گیری می شود و بر مسیر اجرام نجومی تأثیر می گذارد و رفتار نجومی را کنترل می کند. گرانش نقش مهمی در تکامل جهان اولیه ایفا کرد.
این گرانش بود که مسئول تجمع مواد برای تشکیل ابرهای گازی بود که دچار فروپاشی گرانشی شدند. ابرها اولین ستارگان را تشکیل دادند که سپس اولین کهکشان ها را تشکیل دادند. به هر حال، برای مثال، بدون آن، ستاره ها به سیاهچاله تبدیل می شوند.
در منظومه‌های ستاره‌ای منفرد، این امر باعث ادغام غبار و گاز شد. در نتیجه سیارات شکل گرفتند. نیروی گرانش حرکات مدار سیارات به دور ستاره ها، چرخش ستارگان به دور مرکز کهکشان و ادغام کهکشان ها را کنترل می کند.
اما اهمیت آن را نمی توان دست کم گرفت - گرانش است که جو لازم برای زندگی را ایجاد می کند. فشار اتمسفر یا هیدرواستاتیک به آن بستگی دارد. و همچنین پایه اسکلت و دستگاه دهلیزی ما را می گذارد.

آیا گرانش روی دیگری است سیاره های منظومه شمسی؟

همه ساکنان سیاره ما می دانند که نیروی گرانش روی زمین وجود دارد. شما می توانید با تجربه خود از این اطمینان حاصل کنید. اما بررسی اینکه آیا این نیرو در مشتری، مریخ، زهره و سایر سیارات وجود دارد یا خیر، کاملا مشکل است. شاید همه به دنبال یافتن پاسخی برای این سوال نباشند. اما برای ایجاد یک دیدگاه کلی و ارضای کنجکاوی خود، ما همچنان به شما پیشنهاد می کنیم که این اطلاعات را پیدا کنید.

مهم: در اصل، گرانش به جرم بستگی دارد، جایی که همه چیز به یکدیگر جذب می شود. اما فراموش نکنید که اندازه، جرم و چگالی جسم نیز بر نیروی گرانش تأثیر می گذارد.

بنابراین، محاسبات سقوط آزاد برای هر سیاره باید به طور جداگانه طبق فرمول زیر انجام شود:

g = GM/R2، که در آن M جرم سیاره و R2 شعاع آن است.

اما مشکلات خاصی ممکن است با ثابت گرانشی (G)، یا دقیق تر، محاسبات اضافی ایجاد شود. از سال 2014، فرمول آن به صورت زیر است:

G = 6.67408

·10-11 m3·s-2·kg-1

اکنون می توانید شروع به محاسبه نیروی گرانش در سیارات دیگر کنید. به هر حال، فراموش نکنید که این فقط یک نظریه ریاضی و فیزیکی است.

مشتری بسیار سنگین تر از زمین است، بنابراین نیروی گرانشی روی آن بیشتر است

) عطارد کوچکترین و کم جرم ترین سیاره است که منظومه ما را باز می کند. به هر حال، این سیاره به دلیل تغییرات دمایی ناپایدار برجسته است. از این گذشته، در طول روز به +350 درجه سانتیگراد می رسد و حتی در شب از -150 درجه سانتیگراد نیز فراتر می رود.
- نیروی گرانشی چنین سیاره متضادی در میان سایر سیارات گروه زمینی و البته غول های گازی دارای کوچکترین شاخص ها - 3.7 متر بر ثانیه است.
زهره تا حدودی شبیه زمین است، به همین دلیل است که اغلب به آن "همزاد زمین" می گویند. درست است، فقط از نظر ابعاد. بنابراین، تعجب آور نیست که قدرت گرانش در زهره بسیار نزدیک به قدرت آن در زمین است - 8.88 m/s2.
- به هر حال، شعاع زهره تنها 0.85٪ کوچکتر از شعاع زمین است. اما شما نمی توانید در چنین سیاره ای راه بروید، زیرا می توانید توسط باد با نیروی 300 متر بر ثانیه منفجر شوید یا به سادگی از حداقل دمای آن 475 درجه سانتیگراد می سوزید. اما این همه چیز نیست، باران گوگردی مخلوط با کلرید آهن نیز از بالا خواهد بارید.
برای مقایسه، میانگین شاخص‌های زمین را ارائه می‌کنیم - 9.81 m/s2. به هر حال، فراموش نکنید که در قطب بسیار بالاتر از استوا خواهد بود.اما در ماهواره ما، برای مرجع، ماه نیروی گرانشی تنها 1.62 m/s2 دارد. و همه می دانند که فضانوردان چگونه می توانند روی سطح آن حرکت کنند.
مریخ از بسیاری جهات کلیدی بیشتر شبیه زمین است. درست است، دمای منفی اجازه نمی دهد زندگی در آنجا ظاهر شود. و وقتی صحبت از اندازه، جرم و چگالی می شود، معلوم می شود که نسبتاً کوچک است. به همین دلیل، گرانش مریخ 0.38 برابر کمتر از زمین است. و با گرد کردن 3.86 m/s2 است.
- و در اینجا یک مثال واضح است که در آن چگالی نقش داشته است - به هر حال، مریخ از نظر اندازه بسیار بزرگتر از عطارد است، اما نیروی گرانش خیلی متفاوت نیست.

مشتری بزرگترین و پرجرم ترین سیاره در منظومه شمسی است. به هر حال، این سیاره نیز یک سیاره بادخیز است که با طوفان ها و رعد و برق های مداوم مشخص می شود. و مشتری به عنوان یک غول گازی، به طور طبیعی چگالی کمتری نسبت به زمین و سایر سیارات زمینی دارد.
- علاوه بر این، چگالی و ترکیب اصلی هلیم و هیدروژن آن تضمین می کند که مشتری هیچ پوسته واقعی ندارد. اگر کسی روی آن می ایستاد، به سادگی فرو می رفت تا به هسته جامد برسد. در نتیجه، گرانش سطح مشتری به عنوان نیرویی که در بالای ابرهای آن قرار می گیرد، تعریف می شود. و 24.79 m/s2 است.
مانند مشتری، زحل نیز غول گازی عظیمی است که بسیار بزرگتر و پرجرمتر از زمین است، اما کمتر متراکم در نتیجه گرانش سطحی آن کمی بیشتر از گرانش زمین است.
- برای مقایسه: سیاره با کمربند حلقه های معروف قطر 57350 کیلومتر دارد، اما زمین تقریباً 5 برابر کوچکتر است - 12742 کیلومتر. اما نیروی گرانشی روی زحل تنها 10.44 متر بر ثانیه است. یعنی برای چنین ابعادی بسیار کم است.
و مساحت اورانوس تقریباً چهار برابر مساحت زمین است. با این حال، به عنوان یک غول گازی، چگالی آن حتی کمتر از گرانش زمین است. و 8.86 m/s2 است. قدم زدن در اطراف سیاره بدون تلاش امکان پذیر خواهد بود، اما سرمای باورنکردنی به شما اجازه نمی دهد یک قدم بردارید. از این گذشته ، دما از -220 ℃ بالاتر نمی رود.
نپتون چهارمین سیاره بزرگ منظومه شمسی است. 3.86 برابر بزرگتر از زمین است. به هر حال، هیچ کس نمی تواند با این سیاره از نظر قدرت طوفان - 2100 کیلومتر بر ثانیه - مقایسه شود. اما از آنجا که یک غول گازی است، چگالی کم و گرانش نسبتاً کمی 11.09 m/s2 دارد.
شایان ذکر است که نیروی گرانش روی پلوتون به عنوان اطلاعات اضافی در نظر گرفته شود.از سال 2006، جسم کیهانی وضعیت رسمی خود را به عنوان یک سیاره از دست داده است، اما حتی برای یک سیاره کوتوله، نیروی گرانش بسیار کوچک است - تنها 0.61 m/s2.

اینگونه است که وزن ما به نیروی گرانش بستگی دارد

مهم: می توانیم نتیجه بگیریم که نیروی گرانش موجود در تمام سیارات منظومه شمسی، اما در همه جا نمی توان آن را در سطح سیاره اندازه گیری کرد. در مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، نیروی گرانش در بالای ابرها اندازه گیری می شود. همچنین تفاوت های جدی در قدرت این نیرو در سیارات مختلف وجود دارد.

کدام سیاره کمترین گرانش را دارد؟

اگر تمام اجرام نجومی منظومه شمسی را که دارای گرانش هستند در نظر بگیریم، کمترین نیروی گرانشی روی سطح یک سیاره در منظومه ما نیست.. این جسم نجومی یک سیاره کوتوله Cecer با گرانش تنها 0.27 m/s2 است.
اگر نیروی گرانش را فقط روی سطح سیارات مقایسه کنیم، کمترین نیرو روی سیاره پلوتون است که فقط 0.61 متر بر ثانیه را پوشش می دهد. اما از آنجایی که او از عنوان سیاره محروم شد، این موقعیت دوباره به عطارد می رسد. به یاد بیاورید که برای عطارد 3.7 m/s2 است. این واقعیت تعجب آور نیست، زیرا عطارد کوچکترین سیاره در منظومه شمسی است.

خورشید دارای بزرگترین نیروی گرانشی باورنکردنی است و مشتری در بین سیارات

سیاره ای با بیشترین نیروی گرانشی

اگر نیروی گرانش را روی همه اجرام نجومی مطالعه کنید، آنگاه بیشترین مقدار این نیرو را می توان در سطح یک ستاره نام این ستاره خورشید است. نیروی گرانشی روی ستاره بسیار زیاد است - 274 m/s2. این تقریباً سی برابر بیشتر از سطح زمین است.
در مورد سیارات، بزرگترین نیروی گرانش روی بزرگترین سیارات است. این غول است - مشتری. تکرار خواهد شد که نیروی گرانش باورنکردنی دارد - 24.79 m/s2. این تقریبا 2.53 برابر بیشتر از چیزی است که ما در سیاره زمین تجربه می کنیم. جرمی که روی زمین 100 گرم وزن دارد در مشتری 236.4 گرم وزن دارد.

اکنون می دانیم که در عطارد و سایر سیارات با گرانش کم، به فضا پرواز خواهیم کرد. اما، برای مثال، در مشتری ما را به زمین فشار می دهند. در این مورد گاز. به هر حال، در مورد اول، من و شما قد بلند و لاغر خواهیم بود، و در حالت دوم - کوتاه و قوی. و، البته، وزن متفاوت احساس می شود. با گرانش کم، همه اجسام به طرز غیرممکنی سبک خواهند بود، اما با مقادیر زیاد، حتی یک پر به اندازه یک کامیون وزن خواهد داشت.