Co je gravitace a jakou roli hraje? Existuje a jaká je gravitační síla na jiných planetách sluneční soustavy? Na které planetě je nejmenší a největší gravitace?

V tomto článku se budeme zabývat tím, zda gravitační síla působí na jiné planety naší sluneční soustavy. A také zjistíme, jaké jsou jeho minimální a maximální ukazatele.

Odpovědi na některé otázky související s gravitací jsou zajímavé nejen pro fyziky a astronomy. I značná část obyčejných lidí by ráda dostala odpovědi na otázky o existenci a vlastnostech gravitace na různých planetách.

Nejprve je ale nutné se seznámit se základními pojmy pro tento fyzikální jev. Uvažujme tedy přesně o síle gravitace a její roli pro přírodu nejen na naší Zemi, ale i na jiných planetách sluneční soustavy.

Co je gravitace?

Gravitace je poněkud zvláštní základní síla. Je to přirozený efekt, při kterém se všechny hmotné věci k sobě přitahují. Ať už jsou to asteroidy, planety, hvězdy, galaxie atd.

  • Čím větší je hmotnost objektu, tím větší síla bude působit na objekty kolem něj. Síla objektu také závisí na vzdálenosti — to znamená, že účinek, který působí na jiný objekt, se zmenšuje, jak se vzdálenost mezi nimi zvětšuje.
  • Gravitační síla se nazývá přitažlivá, protože se vždy snaží sjednotit masy a nikdy je neodpuzuje. Ve skutečnosti je každý předmět živé i neživé přírody přitahován ke všem ostatním objektům ve vesmíru.
  • Gravitace je také jednou ze čtyř základních sil, které řídí všechny interakce v přírodě. Nachází se vedle slabé a silné jaderné síly, stejně jako elektromagnetismu.
  • Z těchto sil je gravitace nejslabší. Je přibližně 1038krát slabší než silná jaderná síla a 1036krát slabší než elektromagnetická síla. Je také 1029krát slabší než slabá jaderná síla.
  • Einsteinova obecná teorie relativity zůstává nejlepším prostředkem pro popis chování gravitace. Podle teorie gravitace není síla. Je to důsledek zakřivení prostoru a času, které je způsobeno nerovnoměrným rozložením hmoty nebo energie.
  • Interakce v přírodě jsou v souladu s touto teorií. Energie a hmotnost jsou ekvivalentní, což znamená, že všechny formy energie také způsobují a jsou ovlivňovány gravitací.
  • Nicméně většinu způsobů, jakými tato síla působí, nejlépe vysvětluje Newtonův zákon univerzální gravitace. Říká, že gravitace existuje jako přitažlivost dvou těles. Sílu této přitažlivosti lze vypočítat matematicky, přičemž síla přitažlivosti je přímo úměrná součinu jejich hmotností. Je také nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi tělesy.
  • Tíhová síla se vypočítá podle obecně uznávaného vzorce:

F = g * m

Přirozeně, m je hmotnost libovolného požadovaného tělesa a g je zrychlení volného pádu.

V každém bodě planety působí gravitační síla, která je přítomna i na jiných planetách

Jaká je role gravitace v přírodě?

Kdyby neexistovala gravitace, pak bychom se všichni vznášeli do vesmíru. Bez ní by všechny naše suchozemské druhy pomalu chřadly a umíraly. Zároveň nám degenerovaly svaly, kosti u lidí a zvířat zkřehly a zeslábly a orgány přestaly správně fungovat.

  • Bez nadsázky tedy můžeme říci, že gravitace není jen skutečností života na Zemi, ale také jeho předpokladem. Někdy však lidé hodlají sféru vlivu této síly opustit.
  • Gravitační síla má zanedbatelný vliv na hmotu v nejmenším měřítku, tedy na subatomární jednotky. Má však velký význam pro vývoj objektů na makroúrovni.
  • Protože na makroskopické úrovni, tedy na úrovni planet, hvězd a galaxií, je dominantní silou ovlivňující interakci hmoty. Způsobuje formování a ovlivňuje dráhu astronomických těles, řídí astronomické chování. Gravitace hrála důležitou roli ve vývoji raného vesmíru.
  • Byla to gravitace, která byla zodpovědná za shlukování hmoty za vzniku oblaků plynu, které prošly gravitačním kolapsem. Mraky vytvořily první hvězdy, které pak vytvořily první galaxie. Mimochodem, bez něj se například hvězdy mění v černé díry.
  • V rámci jednotlivých hvězdných systémů to způsobilo splynutí prachu a plynu. V důsledku toho vznikly planety. Gravitační síla řídí pohyby oběžných drah planet kolem hvězd, rotaci hvězd kolem středu galaxie a jejich slučování galaxií.
  • Jeho důležitost však nelze podceňovat – je to gravitace, která vytváří atmosféru nezbytnou k životu. Na něm závisí atmosférický nebo hydrostatický tlak. A také pokládá základ naší kostry a vestibulárního aparátu.
  • ​​​​
Bez gravitace bychom všichni letěli do vesmíru

Je gravitace na jiných planety sluneční soustavy?

Všichni obyvatelé naší planety vědí, že na Zemi působí gravitační síla. Můžete se o tom přesvědčit na vlastní zkušenosti. Ale zda tato síla existuje na Jupiteru, Marsu, Venuši a dalších planetách, je poměrně problematické ověřit. Možná ne každý se snaží najít odpověď na tuto otázku. Abychom si však vytvořili obecný rozhled a uspokojili svou zvědavost, stále vám doporučujeme, abyste si tyto informace zjistili.

Důležité: V principu gravitace závisí na hmotnosti, kde se všechny věci vzájemně přitahují. Ale nezapomeňte, že velikost, hmotnost a hustota předmětu také ovlivňuje gravitační sílu.

Výpočty volného pádu pro každou planetu proto musí být provedeny samostatně podle následujícího vzorce:

g = GM/R2, kde M je hmotnost planety a R2 je její poloměr.

Určité potíže však mohou nastat s gravitační konstantou (G), nebo přesněji s dalšími výpočty. Od roku 2014 vypadá jeho vzorec takto:

G = 6,67408

  • ·10-11 m3·s−2·kg−1
  • Nyní můžete začít počítat gravitační sílu na jiné planety. Mimochodem, nezapomeňte, že se jedná pouze o matematickou a fyzikální teorii.

    Jupiter je mnohem těžší než Země, takže gravitační síla na něj je větší
    • Merkur je nejmenší a nejméně hmotná planeta, která otevírá naši soustavu. Planeta vyniká mimochodem kvůli nestabilním teplotním změnám. Ve dne totiž dosahuje +350 °C, v noci dokonce překračuje -150 °C.
      • Gravitační síla tak kontrastní planety mezi ostatními planetami pozemské skupiny a samozřejmě plynnými obry má nejmenší ukazatele - 3,7 m/s2.
    • Venuše je do jisté míry podobná Zemi, proto se jí často říká „dvojče Země“. Pravda, jen co se týče rozměrů. Proto není divu, že síla gravitace na Venuši je velmi blízká její síle na Zemi – 8,88 m/s2.
      • Mimochodem, poloměr Venuše je jen o 0,85 % menší než poloměr Země. Po takové planetě se ale neprojdete, protože vás může odfouknout vítr o síle 300 m/s nebo se prostě spálíte z její minimální teploty 475°C. To ale není vše, shora bude padat sirný déšť smíchaný s chloridem železitým.
    • Pro srovnání uvádíme průměrné ukazatele naší Země9,81 m/s2. Mimochodem, nezapomeňte, že na pólu bude mnohem vyšší než na rovníku. Ale na našem satelitu má Měsíc gravitační sílu pouze 1,62 m/s2. A každý ví, jak po jeho povrchu dokážou běhat kosmonauti.
    • Mars je v mnoha klíčových ohledech více podobný Zemi. Pravda, mínusová teplota nedovolí, aby se tam objevil život. A pokud jde o velikost, hmotnost a hustotu, ukazuje se, že je relativně malý. Z tohoto důvodu má Mars 0,38krát menší gravitaci než Země. A se zaokrouhlením je to 3,86 m/s2.
      • A tady je jasný příklad, kde hustota hrála roli – Mars je přeci jen mnohem větší velikosti než Merkur, ale gravitační síla se příliš neliší.
    Na Marsu se naše hmotnost sníží o 62 %
    • Jupiter je největší a nejhmotnější planeta Sluneční soustavy. Mimochodem je to také větrná planeta vyznačující se neustálými bouřkami a bouřkami. A jako plynný obr je Jupiter přirozeně méně hustý než Země a jiné pozemské planety.
      • Navíc jeho hustota a základní složení helia a vodíku zajistily, že Jupiter neměl žádnou skutečnou slupku. Kdyby na ní někdo stál, jednoduše by se potopila, dokud nedosáhla pevného jádra. V důsledku toho je povrchová gravitace Jupiteru definována jako síla na vrcholcích jeho mraků. A to je 24,79 m/s2.
    • Saturn je stejně jako Jupiter obrovský plynný obr, který je mnohem větší a hmotnější než Země, ale méně hustý. V důsledku toho je jeho povrchová gravitace o něco větší než zemská.
      • Pro srovnání: planeta se slavným pásem prstenců má průměr 57350 km, ale Země je téměř 5x menší - 12742 km. Ale gravitační síla na Saturn je pouze 10,44 m/s2. To znamená, že pro takové rozměry je to velmi málo.
    • A plocha Uranu je asi čtyřikrát větší než plocha Země. Jako plynný obr je však jeho hustota ještě nižší než zemská gravitace. A to je 8,86 m/s2. Po planetě bude možné chodit bez námahy, ale neuvěřitelná zima vám nedovolí udělat jediný krok. Koneckonců, teplota nestoupá nad -220 ℃.
    • Neptun je čtvrtá největší planeta Sluneční soustavy. Je 3,86krát větší než Země. Mimochodem, s touto planetou se nikdo nemůže srovnávat v síle bouří - 2100 km/s2. Ale jako plynný obr má nízkou hustotu a relativně malou gravitaci 11,09 m/s2.
    • Jako další informaci stojí za zvážení gravitační síly na Plutu. Od roku 2006 ztratilo kosmické těleso svůj oficiální status planety, ale i pro trpasličí planetu je gravitační síla velmi malá — pouze 0,61 m/s2.
    Takto závisí naše hmotnost na gravitační síle

    Důležité: Můžeme dojít k závěru, že gravitační síla přítomná na všech planetách sluneční soustavy, ale ne všude ji lze měřit na povrchu planety. Na Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu se gravitační síla měří na vrcholcích mraků. Existují také vážné rozdíly v síle této síly na různých planetách.

    Která planeta má nejnižší gravitaci?

    • Pokud vezmeme v úvahu všechna astronomická tělesa ve sluneční soustavě, která mají gravitaci, nejmenší gravitační síla není na povrchu planety v naší soustavě. Toto astronomické těleso je trpasličí planeta Cecer s gravitací pouze 0,27 m/s2.
    • Porovnáme-li gravitační sílu pouze na povrchu planet, nejmenší síla působí na planetu Pluto, pokrývající pouze 0,61 m/s2. Ale protože byl zbaven titulu planety, tato pozice opět připadá na Merkur. Připomeňme, že pro Merkur je to 3,7 m/s2. Tato skutečnost není překvapující, protože Merkur je nejmenší planetou sluneční soustavy.
    Slunce má největší, prostě neuvěřitelnou gravitační sílu, a Jupiter mezi planetami

    Planeta s největší gravitační silou

    • Pokud studujete gravitační sílu na všech astronomických objektech, pak největší hodnotu této síly najdete na povrch hvězdy. Jméno této hvězdy je Slunce. Gravitační síla na hvězdu je obrovská — 274 m/s2. To je téměř třicetkrát více než na povrchu Země.
    • Co se týče planet, největší gravitační síla působí na největší z planet. Jedná se o obra - Jupiter. Bude se opakovat, že má neuvěřitelnou gravitační sílu — 24,79 m/s2. To je téměř 2,53krát více, než zažíváme na planetě Zemi. Objekt, který na Zemi váží 100 gramů, by na Jupiteru vážil 236,4 gramů.

    Nyní víme, že na Merkuru a dalších planetách s nízkou gravitací bychom letěli do vesmíru. Ale třeba na Jupiteru bychom byli přitlačeni k zemi. V tomto případě plyn. Mimochodem, v prvním případě bychom vy a já byli vysocí a hubení a ve druhé variantě - krátcí a silní. A váha by se samozřejmě cítila jinak. Při nízké gravitaci by byly všechny předměty nemožně lehké, ale při vysokých hodnotách by i pírko vážilo tolik jako náklaďák.

    Video: Existuje gravitace na jiných planetách sluneční soustavy?