Arvutage päikese kaal

Mida sa vajad:

• Pliiats ja paber
• Võimalik. Valemite kogumine
• Arvutamine võimsustega kümme (wiss. Märge)
• kalkulaator

Orbiit ümber päikese - peaksite neid jõude tundma

• Kaal, füüsiliselt täpsem: päikese massi, nagu kõigi taevakehade puhul, ei saa muidugi skaalaga määrata. Kuid selle massi saate arvutada jõudude tasakaalu põhjal, mis kehtib Maa orbiidil ümber päikese: Maa tsentrifugaaljõud = gravitatsioonijõud päikese ja maa vahel.
• Selgitus: Maa hoitakse oma orbiidil täpselt siis, kui tsentrifugaaljõud ja päikesetõmme on tasakaalus. Teate seda tähelepanekut näiteks ketikarussellilt.
• Ringliikumise tsentrifugaaljõu (või füüsiliselt täpsema tsentripetaaljõu) valemi leiate oma valemite kogust. See on F = 4 π²r _* m_E./ T² jõuga F (njuutonites), m_E. = Maa mass (kilogrammides), samuti r = maa ja päikese vaheline kaugus (meetrites) ja T = maa tiirlemisaeg ümber päikese (sekundites!).
instagram viewer
• Gravitatsioonijõu valemi leiate ka oma valemikogust. See loeb F = G _* m_{S *} m_E. / r². F tähendab siin jälle jõudu, G on üldine gravitatsioonikonstant (6.672 _* 10^-11 m³ / (kg _* s²); te ei pea seda keerulist üksust nüüd meenutama), m_S. ja m_E. on päikese massid või Maa (kilogrammides) ja r on jällegi kaugus (vt eespool).

Päikese "kaal" - nii arvutate m_S.

Asi tundub esmapilgul keeruline, kuid lähemal vaatlusel ei ole see nii: Võib siiski tähelepanuta jätta väikese või Ärge laske arvutamisel suuri eksponente ja kümnendat võimsust edasi lükata.

1. Kõigepealt peate võrdsustama kaks jõudu: 4 π²r _* m_E./ T² = G _* m_S. * m_E. / r²
2. Jõudude tasakaal on sõltumatu maa massist m_E., mis on ka füüsiliselt selge, sest maa mängib katse-keha päikese-maa süsteemis ja ringliikumist. Sama hästi võite palli sinna saata.
3. Nüüd lahendage päikesemassi võrrand ja saate: m_S. = 4 π²r³ / (T² * G).
4. Nüüd sisestage teadaolevad väärtused: r = 1,5 _* 10¹¹ m (keskmine kaugus maapinnast päikeseni), T = 365 päeva = 365 x 24 x 3600 s = 3,15 _* 10⁷ s kui ka gravitatsioonikonstant G (vt eespool).
5. Seejärel saate m päikese massi (kaalu) eest_S. = 2 _* 10³⁰ kg, väga hea hinnang, täpne väärtus, mille leiate oma valemist, on 1,991 _* 10³⁰ kg.