Gravitacija yra gana nuostabi pagrindinė jėga. Jei tai nebuvo patogu žemei 1 g, dėl kurio daiktai krinta link Žemės 9,8 m / s² greičiu, mes visi išskrisime į kosmosą. Ir be jo visos mūsų sausumos rūšys lėtai nudžiūtų ir žūtų, nes išsigimė raumenys, kaulai tapo trapūs ir silpni, o organai nustojo tinkamai funkcionuoti.
Taigi galima be perdėto pasakyti, kad gravitacija yra ne tik gyvenimo čia Žemėje faktas, bet ir būtina sąlyga. Tačiau kadangi žmonėms atrodo, kad jie nori išlipti iš šios uolos - išvengdami „žemiškų žemės ryšių“, - būtina suprasti Žemės gravitaciją ir tai, ko reikia jai ištrūkti. Taigi, kokia stipri yra Žemės gravitacija?
Apibrėžimas:
Norėdami jį suskaidyti, gravitacija yra natūralus reiškinys, kai visi daiktai, turintys masę, yra nukreipti vienas į kitą - ty asteroidai, planetos, žvaigždės, galaktikos, superklasteriai ir kt. Kuo daugiau objekto masės, tuo daugiau gravitacijos jis turės. ant objektų aplink jį. Objekto gravitacinė jėga taip pat priklauso nuo atstumo - t.y. suma, kurią ji daro objektui, mažėja didėjant atstumui.
Gravitacija taip pat yra viena iš keturių pagrindinių jėgų, valdančių visą gamtos sąveiką (kartu su silpna branduoline jėga, stipria branduoline jėga ir elektromagnetizmu). Iš šių jėgų gravitacija yra silpniausia - maždaug 1038 kartų silpnesnė už stiprią branduolinę jėgą, 1036 kartų silpnesnė už elektromagnetinę jėgą ir 1029 kartų silpnesnė už silpną branduolinę jėgą.
Dėl to gravitacija daro nedidelę įtaką mažiausioms skalėms (t. Y. Subatominėms dalelėms). Tačiau makroskopiniu lygmeniu - planetų, žvaigždžių, galaktikų ir tt - gravitacija yra dominuojanti jėga, veikianti materijos sąveiką. Tai lemia astronominių kūnų formavimąsi, formą ir trajektoriją, taip pat kontroliuoja astronominį elgesį. Tai taip pat vaidino svarbų vaidmenį ankstyvosios Visatos evoliucijoje.
Ji buvo atsakinga už tai, kad materija kaupiasi kartu, kad sudarytų dujų debesis, kurie susidūrė su gravitaciniu griūtimi, sudarydami pirmąsias žvaigždes, kurios vėliau buvo sujungtos ir sudarė pirmąsias galaktikas. O atskirose žvaigždžių sistemose dulkės ir dujos susikaupė, sudarydami planetas. Tai taip pat reglamentuoja planetų, esančių aplink žvaigždes, orbitas, mėnulių aplink planetas, žvaigždžių sukimąsi aplink jų galaktikos centrą ir galaktikų susiliejimą.
Visuotinė gravitacija ir reliatyvumas:
Kadangi energija ir masė yra lygiavertės, visos energijos formos, įskaitant šviesą, taip pat sukelia gravitaciją ir yra jos veikiamos. Tai atitinka Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri ir toliau yra geriausia priemonė apibūdinti gravitacijos elgesį. Pagal šią teoriją gravitacija nėra jėga, o erdvėlaikio kreivės, kurią sukelia netolygus masės / energijos pasiskirstymas, pasekmė.
Labiausiai ekstremalus šio erdvėlaikio kreivumo pavyzdys yra juodoji skylė, iš kurios niekas negali ištrūkti. Juodosios skylės paprastai yra supernovos žvaigždės, išnykusios iš supernovos, produktas, palikdamas baltos nykštukės liekaną, turinčią tiek daug masės, kurios pabėgimo greitis yra didesnis nei šviesos greitis. Padidėjęs gravitacija taip pat lemia gravitacijos laiko išsiplėtimą, kai laikas praeina lėčiau.
Vis dėlto daugumoje atvejų gravitacija geriausiai paaiškinama Niutono Visuotinės gravitacijos dėsniu, kuriame teigiama, kad gravitacija egzistuoja kaip traukos taškas tarp dviejų kūnų. Šios traukos stipris gali būti apskaičiuojamas matematiškai, kai patraukli jėga yra tiesiogiai proporcinga jų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.
Žemės gravitacija:
Žemėje gravitacija suteikia svorio fiziniams objektams ir sukelia vandenyno potvynius. Žemės gravitacijos jėga yra planetų masės ir tankio rezultatas - 5,97237 × 1024 kg (1,31668 × 1025 svarų) ir 5,514 g / cm3, atitinkamai. Tai lemia, kad žemės paviršiaus gravitacinis stipris yra 9,8 m / s² arti paviršiaus (dar vadinamo 1 g), kuris natūraliai mažėja, kuo toliau nuo paviršiaus.
Be to, gravitacijos jėga Žemėje iš tikrųjų keičiasi priklausomai nuo to, kur jūs stovite. Pirmoji priežastis yra ta, kad Žemė sukasi. Tai reiškia, kad Žemės gravitacija ties pusiauju yra 9,789 m / s2, o sunkio jėga ties poliais yra 9,832 m / s2. Kitaip tariant, dėl šios centripetalinės jėgos jūs sveriate daugiau polių nei pusiaujo, bet tik šiek tiek daugiau.
Galiausiai gravitacijos jėga gali kisti priklausomai nuo to, kas yra po jumis esančioje žemėje. Didesnės masės koncentracijos, tokios kaip didelio tankio uolienos ar mineralai, gali pakeisti jūsų jaučiamą gravitacijos jėgą. Bet, žinoma, ši suma yra per maža, kad būtų pastebima. NASA misijos Žemės gravitacijos lauką suderino su neįtikėtinu tikslumu, parodydamos jo stiprio kitimą, atsižvelgiant į vietą.
Gravitacija mažėja ir aukštyje, nes esate toliau nuo Žemės centro. Jėgos sumažėjimas nuo kopimo į kalno viršūnę yra beveik minimalus (0,28 proc. Mažesnis sunkis Everesto kalno viršūnėje), tačiau jei jūs esate pakankamai aukštas, kad pasiektumėte Tarptautinę kosminę stotį (ISS), jūs patirtumėte 90 proc. gravitacijos jėgos, kurią galėtumėte jausti paviršiuje.
Kadangi stotis yra laisvo kritimo (o taip pat ir kosmoso vakuume) būsenoje esantys objektai ir astronautai, esantys ISS, gali plūduriuoti. Iš esmės, kadangi viskas, kas stovi stotyje, tuo pačiu greičiu krenta prieš Žemę, ISS esantys asmenys jaučiasi nesvarūs - net jei jie vis dar sveria apie 90% to, ką jie turėtų Žemės paviršiuje.
Žemės gravitacija taip pat lemia, kad mūsų planetos „pabėgimo greitis“ yra 11,186 km / s (arba 6,951 mi / s). Iš esmės tai reiškia, kad raketa turi pasiekti tokį greitį, kad galėtų tikėtis atsikratyti Žemės gravitacijos ir pasiekti kosmosą. Ir kai dauguma raketų paleidžiami, didžioji jų jėgos dalis skirta tik šiai užduočiai.
Dėl to, kad skiriasi Žemės gravitacija ir gravitacinė jėga, esanti kituose kūnuose, pavyzdžiui, Mėnulyje (1,62 m / s²; 0,1654)g) ir Marsas (3,711 m / s²; 0,376 g) - mokslininkai neabejoja, kokį poveikį tai turės astronautai, kurie vykdavo į ilgalaikes misijas į šiuos kūnus.
Nors tyrimai parodė, kad ilgalaikės mikrogravitacijos (ty TKS) misijos daro žalingą poveikį astronautų sveikatai (įskaitant kaulų tankio sumažėjimą, raumenų degeneraciją, organų ir regos pažeidimus), nebuvo atlikta jokių tyrimų, susijusių su mikrogravitacijos poveikiu. mažesnio sunkio aplinkos. Tačiau atsižvelgiant į daugybę pasiūlymų sugrįžti į Mėnulį ir NASA pasiūlytą „Kelionę į Marsą“, ta informacija turėtų būti netrukus!
Kaip sausumos būtybės, mes, žmonės, esame palaiminti ir prakeikti dėl Žemės gravitacijos jėgos. Viena vertus, patekti į kosmosą yra gana sunku ir brangu. Kita vertus, tai užtikrina mūsų sveikatą, nes mūsų rūšis yra milijardų metų rūšių evoliucijos, vykstančios 1 g aplinka.
Jei kada nors tikimės tapti kosminiu ir tarpplanetiniu pavidalu, geriau suprasime, kaip susidorosime su mikrogravitacija ir mažesne gravitacija. Priešingu atveju nė vienas iš mūsų greičiausiai neišnyks iš pasaulio labai ilgai!
Parašėme daug straipsnių apie žurnalą „Žemė kosmosui“. Štai iš kur atsiranda gravitacija ?, Kas atrado gravitaciją? Kodėl Žemė yra apvali? Kodėl Saulė nepavagia Mėnulio? Ar galime pasidaryti dirbtinį sunkumą? O „Potsdamo gravitacijos bulvė“ rodo Žemės gravitacijos variacijas? .
Norite daugiau išteklių Žemėje? Čia yra nuoroda į NASA žmogaus skraidymo iš kosmoso puslapį, o čia yra NASA matoma žemė.
Mes taip pat įrašėme epizodą apie astronomijos vaidmenis apie Žemę, kaip mūsų kelionių per Saulės sistemą dalį - Episode 51: Earth ir Episode 318: Escape Velocity.
Šaltiniai:
- Vikipedija - gravitacija
- NASA: Kosminė vieta - kas iš tikrųjų yra gravitacija?
- NASA - gravitacijos zondas B: reliatyvumo misija
