Pada pergantian abad ke-17 dan ke-18, hiduplah di Inggris seorang ilmuwan, Isaac Newton, yang dibedakan oleh kekuatan pengamatan yang luar biasa. Kebetulan pemandangan taman, tempat apel jatuh dari cabang ke tanah, membantunya menemukan hukum gravitasi universal. Gaya apa yang membuat janin bergerak lebih cepat dan lebih cepat ke permukaan planet, menurut hukum apa gerakan ini terjadi? Mari kita coba menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.
Dan jika pohon apel ini, seperti yang pernah dijanjikan oleh propaganda Soviet, tumbuh di Mars, seperti apa musim gugur itu? Percepatan jatuh bebas di Mars, di planet kita, di badan tata surya lainnya… Tergantung pada apa, nilai apa yang dicapainya?
Akselerasi jatuh bebas
Apa yang luar biasa dari Menara Miring Pisa yang terkenal? Miringkan, arsitektur? Ya. Dan juga nyaman untuk membuang berbagai benda darinya, yang dilakukan oleh penjelajah Italia terkenal Galileo Galilei pada awal abad ke-17. Melemparkan segala macam alat, dia memperhatikan bahwa bola yang berat di saat-saat pertama jatuh bergerak perlahan, kemudian kecepatannya meningkat. Peneliti tertarik pada hukum matematika yang menurutnya:terjadi perubahan kecepatan.
Pengukuran yang dilakukan kemudian, termasuk oleh peneliti lain, menunjukkan bahwa kecepatan jatuhnya benda:
- untuk 1 detik jatuh sama dengan 9,8 m/s;
- dalam 2 detik - 19,6 m/s;
- 3 – 29,4 m/s;
- …
- n detik – n∙9,8 m/s.
Nilai 9,8 m/s∙ ini disebut "percepatan jatuh bebas". Di Mars (Planet Merah) atau planet lain, apakah percepatannya sama atau tidak?
Mengapa berbeda di Mars
Isaac Newton, yang memberi tahu dunia apa itu gravitasi universal, mampu merumuskan hukum percepatan jatuh bebas.
Dengan kemajuan teknologi yang telah meningkatkan keakuratan pengukuran laboratorium ke tingkat yang baru, para ilmuwan dapat memastikan bahwa percepatan gravitasi di planet Bumi bukanlah nilai yang konstan. Jadi, di kutub lebih besar, di khatulistiwa lebih kecil.
Jawaban teka-teki ini terletak pada persamaan di atas. Faktanya adalah bahwa globe, secara tegas, tidak cukup bulat. Ini adalah ellipsoid, sedikit rata di kutub. Jarak ke pusat planet di kutub lebih kecil. Dan bagaimana Mars berbeda dalam massa dan ukuran dari bola bumi… Percepatan jatuh bebas di atasnya juga akan berbeda.
Menggunakan persamaan Newton dan pengetahuan umum:
- massa planet Mars 6, 4171 1023 kg;
- diameter rata-rata 3389500 m;
- konstanta gravitasi 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Tidak akan sulit menemukan percepatan jatuh bebas di Mars.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023 / 33895002=3,71 m/s2.
Untuk memeriksa nilai yang diterima, Anda dapat melihat ke buku referensi apa pun. Itu bertepatan dengan tabel, yang berarti bahwa perhitungan dilakukan dengan benar.
Bagaimana percepatan gravitasi berhubungan dengan berat
Berat adalah gaya yang digunakan oleh setiap benda dengan massa untuk menekan permukaan planet. Ini diukur dalam newton dan sama dengan produk massa dan percepatan jatuh bebas. Di Mars dan planet lain, tentu saja akan berbeda dari bumi. Jadi, di Bulan, gravitasi enam kali lebih kecil daripada di permukaan planet kita. Ini bahkan menciptakan kesulitan tertentu bagi astronot yang mendarat di satelit alami. Ternyata lebih nyaman untuk bergerak, meniru kanguru.
Jadi, seperti yang dihitung, percepatan jatuh bebas di Mars adalah 3,7 m/s2, atau 3,7 / 9,8=0,38 Bumi.
Dan ini berarti bahwa berat benda apa pun di permukaan Planet Merah hanya akan menjadi 38% dari berat benda yang sama di Bumi.
Bagaimana dan di mana ia bekerja
Mari kita melakukan perjalanan mental melalui Semesta dan menemukan percepatan jatuh bebas di planet dan benda luar angkasa lainnya. Astronot NASA berencana untuk mendarat di salah satu asteroid dalam beberapa dekade mendatang. Mari kita ambil Vesta, asteroid terbesar di tata surya (Ceres lebih besar, tetapi baru-baru ini dipindahkan ke kategori planet kerdil, "ditingkatkan").
g Vesta=0,22 m/s2.
Semua benda besar akan menjadi 45 kali lebih ringan. Dengan gravitasi sekecil itu, pekerjaan apa pun di permukaan akan menjadi masalah. Sentakan atau lompatan yang ceroboh akan segera melemparkan astronot beberapa puluh meter ke atas. Apa yang bisa kita katakan tentang rencana ekstraksi mineral di asteroid. Excavator atau rig pengeboran benar-benar harus diikat ke batuan luar angkasa ini.
Dan sekarang ekstrim lainnya. Bayangkan diri Anda berada di permukaan bintang neutron (benda dengan massa matahari, sementara memiliki diameter sekitar 15 km). Jadi, jika dalam beberapa cara yang tidak dapat dipahami astronot tidak mati karena radiasi di luar skala dari semua rentang yang mungkin, maka gambar berikut akan muncul di depan matanya:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030 / 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Sebuah koin seberat 1 gram akan memiliki berat 240 ribu ton di permukaan benda luar angkasa yang unik ini.
