Гравитација је основна сила физике, коју ми Земљани обично прихватамо здраво за готово. Не можете нас заиста кривити. Развијајући се током више милијарди година у Земљиној средини, навикли смо да живимо са стабилним 1 г (или 9,8 м / с²). Међутим, за оне који су отишли у свемир или закорачили на Месец, гравитација је веома напорна и драгоцена ствар.
У основи, гравитација зависи од масе, где се све ствари - од звезда, планета и галаксија до светлости и суб-атомских честица - привлаче једна за другу. У зависности од величине, масе и густине предмета, гравитациона сила коју он делује варира. А што се тиче планета нашег Сунчевог система, које се разликују у величини и маси, јачина гравитације на њиховим површинама знатно се разликује.
На пример, гравитација Земље, као што је већ напоменуто, еквивалентна је 9.80665 м / с² (или 32.174 фт / с²). То значи да ће се објект, ако се држи изнад земље и пустити, убрзати према површини брзином од око 9,8 метара за сваку секунду слободног пада. Ово је стандард за мерење гравитације на другим планетима, који се такође изражава у једној г.
У складу са законом Исаа Њутана о универзалној гравитацији, гравитациона привлачност између два тела може се математички изразити као Ф = Г (м¹м² / р²) - гдеФ је сила, м1 и м2 су масе објеката који међусобно делују, р је удаљеност између центара маса и Г је гравитациона константа (6.674 × 10-11 Н м2/кг2 ).
На основу њихових величина и маса, гравитација на другој планети често се изражава у г јединица, као и у погледу брзине убрзања при слободном паду. Па како се тачно планете нашег Сунчевог система постављају према гравитацији у поређењу са Земљом? Овако:
Гравитација на Меркуру:
Са средњим радијусом од око 2.440 км и масом од 3,30 × 1023 кг, Меркур је отприлике 0,383 пута већи од Земље и само 0,05 масиван. То чини Меркур најмањом и најмање масивном планетом у Сунчевом систему. Међутим, захваљујући високој густини - робусних 5.427 г / цм3, која је само нешто нижа од Земљине 5.514 г / цм3 - Меркур има површинску гравитацију 3,7 м / с², што је еквивалент 0,38 г.
Гравитација на Венери:
Венера је по много чему слична Земљи, због чега је често називана "Земљином близанком". Са средњим радијусом од 4.6023 × 108 км2, маса 4.8675 × 1024 кг и густину 5.243 г / цм3, Венера је по величини еквивалентна 0,9499 Земљи, 0,815 пута масивнија и приближно 0,95 пута гушћа. Због тога није изненађење зашто је гравитација на Венери врло близу земаљској - 8,87 м / с2или 0.904 г.
Гравитација на Месецу:
Ово је једно астрономско тело где су људска бића могла да лично тестирају утицаје смањене гравитације. Прорачунима на основу његовог средњег радијуса (1737 км), масе (7,3477 к 10 ² кг) и густине (3,3464 г / цм³), и мисија које обављају астронаути Аполон, површинска гравитација на Месецу је измерена на 1,62 м / с2 или 0,1654 г.
Гравити он Марс:
Марс је такође сличан Земљи у многим кључним аспектима. Међутим, када је у питању величина, маса и густина, Марс је релативно мали. У ствари, његов средњи радијус од 3.389 км еквивалентан је отприлике 0,53 Земље, док је његова маса (6.4171 × 1023 кг) је само 0,107 Земље. У међувремену, његова густина износи око 1,71 Земље, а долази са релативно скромних 3,93 г / цм³. Због тога Марс има 0,38 пута већу гравитацију од Земље, што делује на 3,711 м / с².
Гравитација на Јупитеру:
Јупитер је највећа и најмасовнија планета Сунчевог система. Његов средњи радијус, на 69.911 ± 6 км, чини га 10.97 пута већим од величине Земље, док је његова маса (1.8986 × 1027 кг) је еквивалент 317,8 Земљи. Али, пошто је гасни гигант, природно је мање густ од Земље и других земаљских планета, са средњом густином од 1.326 г / цм3.
Шта више, Јупитер, као гасни гигант, нема праву површину. Ако би неко стао на њу, једноставно би потонуо док на крају не стигне до његове (теоретизоване) чврсте језгре. Као резултат, површинска гравитација Јупитера (која је дефинисана као сила гравитације у њеним врховима облака) износи 24,79 м / с, односно 2,528 г.
Гравитација на Сатурну:
Попут Јупитера, Сатурн је огроман гасни гигант који је значајно већи и масивнији од Земље, али далеко мање густ. Укратко, његов средњи радијус је 58232 ± 6 км (9,13 Земље), његова маса је 5,6686 × 1026 кг (95,15 пута масивнији), и има густину од 0,687 г / цм3. Као резултат тога, његова површинска гравитација (опет, мерено врхом облака) је нешто више од Земљине, која износи 10,44 м / с² (или 1,065 г).
Гравитација на Урану:
Са средњим радијусом од 25.360 км и масом 8.68 × 1025 кг, Уран је отприлике 4 пута већи од Земље и масиван 14.536 пута. Међутим, као гасни гигант, његова густина (1,27 г / цм)3) знатно је нижи од Земљине. Отуда је његова површинска гравитација (мерено из врхова облака) нешто слабија од земљине - 8,69 м / с2или 0.886 г.
Гравитација на Нептуну:
Са средњим радијусом од 24.622 ± 19 км и масом од 1.0243 × 1026 кг, Нептун је четврта највећа планета Сунчевог система. Све речено је да је 3,86 пута већа од Земље и 17 пута већа. Али, као гасни гигант, има ниску густину од 1.638 г / цм3. Све ово делује до површинске гравитације од 11,15 м / с2 (или 1,14 г), што се поново мери на Нептуновим облацима.
Све у свему, гравитација покреће опсег овде у Сунчевом систему, у распону од 0,38 г на Меркуру и Марсу до моћних 2,528 г изнад Јупитерових облака. А на Месецу, ако су астронаути кренули, то је веома благ 0,1654 г, што је омогућило забавне експерименте у готово безтежности!
Разумевање дејства нулте гравитације на људско тело било је од пресудног значаја за свемирска путовања, посебно када су у питању дуготрајне мисије у орбити и на Међународној свемирској станици. У наредним деценијама сазнање како да га симулирамо доћи ће нам од користи када почнемо да шаљемо астронауте у свемирске мисије.
И наравно, сазнање колико је јак на другим планетама биће од суштинског значаја за мисије (и можда чак и насељавање) тамо. С обзиром на то да се човечанство еволуирало у окружењу од 1 г, знајући како ћемо се снаћи на планетама које имају само делић гравитације може значити разлику између живота и смрти.
Овдје смо писали много занимљивих чланака о гравитацији у часопису Спаце Магазине. Ево колико је брзина гравитације? Одакле долази гравитација? и како знамо да гравитација није (само) сила.
И ево да ли можемо да направимо вештачку гравитацију? и да ли „Спооки Ацтион“ дефинише тежину?
За више информација потражите на НАСА-иној страници под називом „Константно повлачење гравитације“ и Њутоновом закону гравитације.
Астрономи Цаст такође има епизоду, под називом Епизода 102: Гравитација.
