Рассчитайте вес солнца

Что вам нужно:

• Карандаш и бумага
• Возможно. Коллекция формул
• Вычисление со степенью десяти (мудрость. Обозначение)
• калькулятор

Орбита вокруг Солнца - вы должны знать эти силы

• Вес, точнее физически: масса Солнца, как и всех небесных тел, конечно, не может быть определена с помощью весов. Но вы можете рассчитать эту массу из равновесия сил, которые применяются к орбите Земли вокруг Солнца: центробежная сила Земли = сила тяжести между Солнцем и Землей.
• Пояснение: Земля удерживается на своей орбите именно тогда, когда центробежная сила и притяжение Солнца уравновешены. Вы знакомы с этим наблюдением, например, по цепной карусели.
• Формулу центробежной силы (или физически более точной центростремительной силы) кругового движения можно найти в вашем сборнике формул. Он читается как F = 4 π²r. _* м_Э./ T² с силой F (в Ньютонах), м_Э.
  instagram viewer
  = Масса Земли (в кг), а также r = расстояние между Землей и Солнцем (в метрах) и T = время обращения Земли вокруг Солнца (в секундах!).
• Формулу силы тяжести также можно найти в вашем сборнике формул. Он читается как F = G _* м_{S *} м_Э. / r². Здесь снова F означает силу, G - общая гравитационная постоянная (6,672 _* 10^-11 м³ / (кг _* s²); вам не нужно сейчас запоминать эту сложную единицу), м_С. И м_Э. массы Солнца или Земля (в килограммах), а r - это снова расстояние (см. Выше).

«Вес» солнца - так вы рассчитываете m_С.

Сначала это кажется сложным, но при ближайшем рассмотрении это не так. Не позволяйте сбрасывать со счетов большие показатели и степени десяти.

1. Сначала необходимо приравнять две силы: 4 π²r _* м_Э./ T² = G _* м_С. * м_Э. / r²
2. Баланс сил не зависит от массы земли m_Э.что также физически ясно, потому что Земля играет роль пробного тела в системе Солнце - Земля и круговом движении. С таким же успехом можно послать туда мяч.
3. Теперь решите уравнение для массы Солнца и получите: m_С. = 4 π²r³ / (T² * G).
4. Теперь вставьте известные значения: r = 1,5 _* 10¹¹ м (среднее расстояние от Земли до Солнца), T = 365 дней = 365 x 24 x 3600 с = 3,15 _* 10⁷ s, а также гравитационная постоянная G (см. выше).
5. Тогда вы получите m для массы (веса) солнца._С. = 2 _* 10³⁰ кг, очень хорошая оценка, точное значение, которое вы найдете в своем формуляре, составляет 1,991 _* 10³⁰ кг.