Как рассчитать гравитацию планеты
Она зависит от массы и радиуса и часто определяется как "сила", которая тянет объект к центру планеты. Именно так мы рассчитали гравитационное ускорение здесь, на Земле.
Если вы изучаете физику или просто любите астрономию, вы наверняка слышали о гравитации - ускорении, которое действует на тело, когда оно попадает в гравитационное поле. Как мы уже неоднократно говорили в наших статьях, гравитация - это следствие искривления пространства-времени, а не реальная сила. Чтобы рассчитать ее, мы должны вернуться к понятиям массы (понимаемой как плотность материи), радиуса и гравитационной постоянной.
Гравитация, что такое 9,8 м/с² в физике
Краткий обзор универсальной гравитационной постоянной Ньютона. Это та физическая постоянная (G), которая фигурирует в законе всемирного тяготения Ньютона и которая гласит, что два тела притягиваются друг к другу прямо пропорционально произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Кстати, эта же постоянная была взята на вооружение Эйнштейном в уравнении поля его общей теории относительности.
Ускорение силы тяжести связано с весом тела, выраженным в Ньютонах, и его массой, выраженной в килограммах. Таким образом, P = mg (P — вес тела [Н], m — масса [кг], g — ускорение свободного падения [м/с²]). На Земле она измеряется в метрах на квадратную секунду и меняется в зависимости от местоположения (море или горы), но условно введено значение 9,8 м/с². Это среднее значение между ускорением силы тяжести на уровне моря и в горах. Но почему это число увеличивается с широтой? Во-первых, потому что Земля вращается, во-вторых, потому что она сжимается на полюсах.
А на Луне или Марсе? Для расчета нам нужны масса, радиус и постоянная G (постоянная Ньютона, равная 6,67 ⋅ 10¹¹ N⋅M²/кг²). Масса Луны составляет примерно 7,342 ⋅ 10²² кг, радиус - 1738 км, а G равен 6,67 ⋅ 10¹ N⋅M²/кг². На основании этих данных рассчитаем формулу g = G ⋅ M / R², при этом g на Луне составляет примерно 1,62 м/с². Масса Марса составляет 6,4 ⋅ 10²³ кг, радиус 3386 км, поэтому g будет равно 3,72 м/с².