Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

При какой максимальной гравитации может выжить человек?

В романе Курта Воннегута «Балаган или конец одиночества» сила гравитации постоянно менялась, то придавливая все живое к земле, то даруя удивительную легкость. Если представить, что нечто подобное произойдет в реальности, то первым вопросом будет «какую максимальную гравитацию выдерживает человеческое тело?» В 2015 году силач и актер «Игры престолов» побил тысячелетний рекорд, сделав пять шагов с 650-килограммовым бревном на спине. Для большинства из нас это был просто необыкновенный пример героической силы. Для ученых этот подвиг означал сокрушительный предел гравитационного притяжения, которое любой смертный мог когда-либо надеяться выдержать. В 2018 году ученые из Загребского университета в Хорватии наконец ответили на вопрос о том, какую максимальную силу гравитации способен выдержать человек. По словам авторов исследования, эти знания пригодятся будущим астронавтам при колонизации других планет.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Возможно, человек и правда когда-нибудь отправиться на поиски планет, пригодных для жизни

Гравитация и тело человека

Человек освоил прямохождение около 3,6 миллионов лет назад. Наша походка формировалась под действием силы тяжести, эквивалентной примерно на 9,8 ньютонов на килограмм массы тела. Рассчитав крепость костей и мускулатуры, исследователи выяснили, что люди смогут передвигаться, пусть и с огромным трудом, на планетах, чья гравитация в 4 раза превышает гравитацию на Земле. В случае, если гравитация на экзопланете будет превышать земную в пять раз, человек не сможет даже пошевелиться.

Однако главной опасностью при такой силе тяжести окажется нагрузка на сердце – перекачивание крови в верхние отделы организма будет сильно затруднено, так как вся кровь прильет к нижним конечностям. В случае же, если гравитация превысит земную в десять раз, скелет сломается под тяжестью собственного тела.

К столь критической оценке исследователи пришли приняв во внимание тот факт, что наши кости – впечатляющие сооружения, если говорить о технике. На самом деле, одна только большеберцовая кость способна выдержать примерно 90-кратную земную гравитацию, прежде чем расколоться. Работая с цифрами о силе человеческой мускулатуры, исследователи определили, что находясь в хорошей физической форме и регулярно тренируясь мы довольно просто могли бы противостоять силе тяжести не более 5 g.

Если вам интересно, какое будущее ожидает нашу цивилизацию, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Хафтор Бьернссон также является гордым обладателем титула Самый сильный человек мира-2018

Но можно ли ходить при такой гравитации? С точки зрения физики, ходьба – это, по существу, цикл контролируемого падения, где качание каждой ноги предотвращает встречу лица с землей. Этот паттерн «падение-сброс-падение-сброс» заставляет наш центр масс качаться вверх и вниз, где сосредоточена большая часть работы. Вот почему физики разработали собственную модель так называемой «перевернутой маятниковой походки», учитывающую колебания центра масс человека и время его раскачивания ногами. Рекорд Бьернссона (игра престолов), составляющий пять шагов, устанавливает довольно хороший ориентир для верхних пределов того, чего может достичь человеческая походка.

Объединив массу бревна, вес и размер ноги Бьернссона, команда определила, что человек с таким же телосложением может медленно передвигаться по планете с гравитацией – или g – примерно в 4,6 раза больше земной. Наше сердце едва справляется с гравитацией около 5 g, выше которой мы начинаем терять сознание. Таким образом, похоже, эта цифра устанавливает абсолютную границу для любого вида человеческого исследования.

Как пишут сами авторы исследования, работа имеет ряд ограничений. Так, авторы не учитывали роль скафандров и любых дополнительных технологий, которые могут увеличить предел допустимой силы тяжести. Тем не менее, для долгосрочного пребывания на незнакомой планете это вряд ли это подойдет.

Гравитация на экзопланетах

Претендентом на самую большую экзопланету земного типа является экзопланета BD+20594b – планета, диаметром в половину диаметра Нептуна и примерно такой же массой. На ее поверхности гравитационное притяжение в три раза больше чем на Земле.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Так выглядит экзопланета земного типа BD+20594b. Представляете, какие там закаты?

Вообще, BD+20594b довольно странная планета, поскольку масса большинства скалистых миров составляет менее 1,6 массы нашей планеты и гораздо меньший радиус, так что может и не стоит выбирать ее в качестве будущего дома человечества.

Авторы работы, опубликованной в журнале The Physics Teacher отмечают, что из 594 экзопланет, достаточно изученных для того, чтобы оценить на них силу тяжести, пригодными для человека являются 422 (если не принимать во внимание другие условия, которые могут быть и пострашнее гравитации). А как вы думаете, приземлятся ли люди когда-нибудь на эти далекие миры, по крайней мере в обозримом будущем? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Казалось бы этот вопрос настолько прост и ответ на него настолько очевиден, что его не следовало бы и рассматривать. И тем не менее разберемся в деталях в эт…

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Ученые обнаружили у губок клетки, которые являются подобием нервных. Они способны взаимодействовать друг с другом с целью управления пищеварительной системой. По мнению ученых, они являются предками нервных клеток, которые содержатся в организме человека и животных.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Результаты нового исследования показали, что влияние бассейна Амазонки может усугубить изменение климата. Из-за пожаров, засухи и вырубки деревьев лес выделяет больше парниковых газов, которые больше не могут удерживать растения и почва 🌳

Источник

Меняется ли гравитационная константа (G)?

Может ли гравитация, сила, которая удерживает нас на поверхности Земли и связывает звезды между собой, просто так взять и измениться? Последнее измерение G, так называемой константы, которая обозначает гравитационное притяжение между двумя объектами, выдало результат выше текущего официального значения.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Измерения G ненадежны, поэтому константа периодически меняется и официальное значение является средним. Однако недавнее отклонение особенно удивляет, поскольку серьезно отличается от официального показателя и при этом очень похоже на измерение, сделанное в 2001 году, чего вы вряд ли ожидаете, если делаете ставку на случайную погрешность в эксперименте.

«Если G изменилась на крошечное значение, можно ожидать, что G зависит от нового поля», — говорит космолог Тони Падилла из Ноттингемского университета в Великобритании. — «Можно даже представить, что это поле играет важную роль для темной энергии».

Закручивающиеся провода

По Ньютону, гравитационное притяжение между двумя объектами пропорционально их массе и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. G устанавливает абсолютное значение притяжения. Впервые константу измерил в 1798 году в своей лаборатории британский ученый Генри Кавендиш. Он наблюдал за устройством, которое скручивало два провода с известной массой под действием гравитационного притяжения.

С тех пор разные методы выдавали разные значения. Предполагается, что это связано с различными экспериментальными ошибками, и официальное значение G постоянно обновляется с их учетом, ведь предполагается, что однажды все значения сойдутся.

Сейчас команда во главе с Терри Куинн из Международного бюро мер и весов (МБМВ) в Париже, Франция, и Клайвом Спиком из Бирмингемского университета в Великобритании, измерила G с помощью двух методов: современной версии опыта Кавендиша и другого, опирающегося на электростатику. Полученное значение G составило на 240 частей от миллиона больше, чем официальное, установленное в 2010 году.

Весенние фиалки

Все это еще не самое странное — последнее измерение выдало результат на 290 промилле ниже сегодняшнего официального значения. Странность в том, что последнее измерение всего на 21 промилле ниже значения команды Куинна, полученного в 2001 году. Очевидно, с тех пор команда была озабочена тем, чтобы устранить любой источник ошибки, которая могла бы закрасться в результат 2001 года. Поэтому никто не ожидал такого совпадения.

Куинн созвал специальную конференцию на тему гравитационной константы из Королевского общества в Лондоне в грядущем феврале, чтобы обсудить проблему.

«Эта встреча обещает быть очень интересной», — говорит Джеймс Хью, физик-экспериментатор из Университета Глазго в Великобритании. Он уже трижды предлагал провести определенный эксперимент. — «Я полагаю, что эксперимент МБМВ нужно скопировать и произвести в трех лабораториях на разных континентах, провести при содействии разных экспериментаторов и увидеть, получится ли один и тот же результат у всех».

А вот Джеймс Фоллер из Колорадского университета в Боулдере, проверявший G в 2010 году, делает ставку на ошибку: «Ошибки — как весенние фиалки, они могут возникнуть в эксперименте любой из групп».

Пятая сила

Последний результат также может стать доказательством того, что сила гравитации меняется.

«Логично предположить, что либо некоторые эксперименты ошибаются, либо G не является константой», — говорит Марк Касевич из Стэнфордского университета.

Колеблющаяся G может стать свидетельством наличия другой теории, связанной с темной энергией, пятой фундаментальной, но пока гипотетической силой, в дополнение к четырем, уже известным нам, взаимодействиям: гравитация, электромагнетизм и две ядерные силы. Эта сила может заставлять силу гравитации колебаться, говорит Падилла. Этот результат наверняка заинтересует добрую половину человечества.

Кроме того, есть вероятность, что G остается константой, но команда Куинна вывела ее истинное значение. А значит, фактическое значение G выше, чем признано официально, и это тоже интересно само по себе. Так считает Клэр Беррейдж, космолог из Ноттингемского университета.

«Если значение G немного больше, нам нужно вернуться назад и повторить все расчеты», — говорит она. — «Звезды сгорят быстрее, чем мы думали раньше, потому что им потребуется больше энергии, чтобы противостоять гравитационным силам».

Источник

Мифы популярной физики, продолжение: Гравитация

Первая часть статьи тут. А мы пока разберем другие мифы, о которых вам не расскажут эти два парня:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Масса быстро летящих тел увеличивается

Когда-то у меня была книжка по теории относительности, выпущенная еще в СССР. Как сейчас помню, там была нарисована иллюстрация: летит ракета (с околосветовой скоростью) и чудовищной гравитацией подтягивает к себе планеты, звезды, галактики… Все это растет вот от этой формулы:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Где большое M это “релятивистская” масса. Это понятие было очень популярно в начале XX века, но потом сам Эйнштейн его и похоронил. Собственно, с точностью до множителя «цэ» квадрат эта величина совпадает с полной энергией тела, поэтому нет смысла иметь две разные физические величины, которые отличаются только множителем (а в “естественной” системе единиц, где c=1, эти величины вообще тождественны). По умолчанию же при слове “масса” подразумевается масса покоя (более правильно говорить – инвариантная масса).

Однако, популяризаторы науки читали много ранних работ физиков – ведь они хотели описать, с чего все начиналось. Так они откопали стюардессу вытащили релятивистскую массу на страницы своих книг. Это, в общем, не так страшно, важно только понимать, что никакого отношения к гравитации эта величина не имеет. Вот пример:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

На картинке A имеем два шара одинаковой массы в покое относительно наблюдателя. Благодаря гравитации через минуту шары притягиваются друг к другу. Теперь вариант B – шары летят близко к скорости света. Пусть Лоренц фактор 2 (замедление времени в два раза, сокращение длины в два раза, “релятивистская масса” больше массы покоя в два раза). За сколько времени эти два шара притянутся друг к другу?

Задача решается просто. С точки зрения наблюдателя, сидящего на шаре, шары столкнутся все равно через минуту (принцип эквивалентности). Но время в системе шаров замедленно для наблюдателя, который на них смотрит со стороны. Значит, это произойдёт медленнее, а не быстрее, как думают многие (потому что, дескать, релятивистская масса увеличилась)

Если звезду разогнать до большой скорости, то она может стать черной дырой

Нет. Тут единственное что можно сказать – смотри выше.

Если тело нагреть, то оно весит больше.

А вот это правда. Тут стоит остановиться на том, что, собственно, создает гравитацию:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Это тензор, матрица 4 на 4. Откуда число 4? Три пространственных измерения и одно временное. На диагонали имеем: в левом верхнем углу плотность энергии (для материи упрощенно можно думать о массе покоя умноженной на цэ-квадрат). Далее идет давление (по трем измерениям). Остальные клеточки важны для бурлящих плазм с потоками близкими к скорости света. Нагревая тело, мы увеличиваем давление внутри него (для простоты лучше рассмотреть газ)

Тут уместно задать интересный вопрос. Но ведь давление газа – это движение молекул! То есть вместо одного тела с давлением внутри можно рассмотреть много отдельных движущихся молекул, а давление равно нулю? Верно. Более того, это можно сделать даже для “газа”, состоящего из звезд – вы можете рассчитать движение всех звезд индивидуально, а можете сказать, что галактика содержит “газ” из звезд под определённым давлением. И результат будет один и тот же!

Здесь очень помогает такое свойство ОТО: в системе координат, где общий импульс системы равен нулю, мы можем заменить весь этот тензор просто определённым значением массы (то есть оставить одну клеточку) (если не учитывать потери на излучение гравитационных волн). Таким образом, мы можем просто сказать, что нагретое тело тяжелее, и не интересоваться, что там происходит внутри. Знаете, что мне это напоминает из мира IT? Инкапсуляцию!

Притягивает ли свет другие предметы?

Все знают, что свет отклоняется звездами. А вот притягивает ли свет сам другие предметы? Многие считают, что нет, потому что “масса покоя фотона равна нулю”. Возвращаясь к нашему тензору, энергия фотонов не равна нулю, а еще они имеют импульс и создают давление — почти все клеточки ненулевые! Фотонный газ, заключенный в идеальную зеркальную оболочку, будет создавать гравитацию.

Свет притягивается и друг к другу, и из света можно сделать черную дыру. Два луча фонариков, направленные друг к другу, будут искривляться, притягиваясь друг к другу. Интересно, что два луча, идущих в одном направлении, не взаимодействуют (вы можете это представить как предельный случай первого примера с шарами). В частности, луч света не может “само фокусироваться” за счет гравитации.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

А в общем случае все очень плохо

Если у нас много взаимодействующих тел, то что есть масса системы? Мы не можем, как в классической механике, взять и просуммировать массы. Наблюдатели, сидящие на разных звездах, будут иметь разные мнения об одновременности событий, о массе разных тел, о центре масс системы. Для ряда частных случаев разработаны понятия массы Комара (не насекомого, а ученого с таким именем!), ADM mass, Bondi mass – подробно тут. Но это все частные случаи. В общем случае непонятно, что такое масса в ОТО. Кстати, понятия “потенциальная энергия гравитационного поля” в общем случае тоже нет.

Спасибо за комментарии к первой части. Их было столько, что я не мог физически ответить на все. Часто повторялся вопрос – вот вы утверждаете что-то, а почему вы должны вам верить, это ваше слово против нашего. Цель этой статьи — это не доказать вам что либо, а лишь предоставить вам отправные точки для гугления.

Источник

Что произойдет, если Земля увеличится вдвое?

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Предположим, что Земля увеличилась вдвое, но ее плотность при этом не изменилась. На что это повлияет?

Масса планеты увеличится в 8 раз, а сила притяжения – в 2 раза. Если вы встанете на весы, ваша масса вдруг окажется вдвое больше, чем было до этого. Станет тяжелее ходить, и вы начнете намного быстрее уставать. Вдобавок вы будете чувствовать себя так, будто постоянно носите на спине своего клона.

Включить субтитры: Настройки >> Перевод >> Русский

С годами человеческие кости, в особенности в ногах, станут крепче, чтобы поддерживать увеличившийся вес, в то время как деревья начнут погибать, а новые уже не смогут вырасти такими большими, как прежде. Нашей привычной силой тяжести определена максимальная высота дерева примерно в 120 метров, поскольку чем выше дерево, тем больше энергии требуется для транспортировки воды от корней к вершине. Если количество энергии, которое дерево получает от фотосинтеза, больше, чем энергия, которая расходуется на транспортировку воды, оно растет. Если нет – прекращает расти. Так что, если сила тяжести вдруг увеличится вдвое, деревья будут тратить гораздо больше энергии, чем получать, и уже не смогут достичь таких впечатляющих размеров, как сейчас.

Несмотря на то, что земная гравитация увеличится вдвое, ее по-прежнему будет недостаточно, чтобы разорвать Луну на части. Луна как раз окажется на пределе Роша – минимальном расстоянии, на которое спутник может приблизиться к планете и не быть при этом разрушенным приливными силами. Если Луна подойдет еще ближе, она окажется за пределами лимита Роша. Тогда земная гравитация разорвет ее части и у Земли появится кольцо, как у Сатурна.

Земля бОльших размеров будет и сильнее нагреваться. Чем больше нестабильных элементов будет в земной коре и ядре, тем больше будет нагреваться поверхность. А это повлечет за собой гораздо большую вулканическую активность.

Источник

Закон всемирного тяготения

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Гравитационное взаимодействие

Земля — это большой магнит. Причем на самом деле магнит, с настоящим магнитным полем. Но сейчас речь пойдет о другом явлении, которое притягивает к Земле тела — от прыгающего с дерева котика до летящего мимо астероида. Называется это явление гравитацией.Земля — это большой магнит. Причем на самом деле магнит, с настоящим магнитным полем. Но сейчас речь пойдет о другом явлении, которое притягивает к Земле тела — от прыгающего с дерева котика до летящего мимо астероида. Называется это явление гравитацией.

Возьмем два тела — одно с большой массой, другое с маленькой. Натянем гигантское полотно ткани и положим на него тело с большей массой. После чего положим туда тело с массой поменьше. Мы будем наблюдать примерно такую картину:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Маленькое тело начнет притягиваться к тому, что больше, — это и есть гравитация. По сути, Земля — это большой шарик, а все остальные предметы — маленький (даже если это вовсе не шарики).

Гравитационное взаимодействие универсально. Оно справедливо для всех видов материи. Гравитация проявляется только в притяжении — отталкивание тел гравитация не предусматривает.

Из всех фундаментальных взаимодействий гравитационное — самое слабое. Хотя гравитация действует между всеми элементарными частицами, она настолько слаба, что ее принято не учитывать. Все дело в том, что гравитационное взаимодействие зависит от массы объекта, а у частиц она крайне мала. Эту зависимость впервые сформулировал Исаак Ньютон.

Закон всемирного тяготения

В 1682 году Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения. Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:

Закон всемирного тяготения

F — сила тяготения [Н]

M — масса первого тела (часто планеты) [кг]

m — масса второго тела [кг]

R — расстояние между телами [м]

G — гравитационная постоянная

Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз.

Закон всемирного тяготения используют, чтобы вычислить силы взаимодействия между телами любой формы, если размеры тел значительно меньше расстояния между ними.

Если мы возьмем два шара, то для них можно использовать этот закон вне зависимости от расстояния между ними. За расстояние R между телами в этом случае принимается расстояние между центрами шаров.

Приливы и отливы существуют благодаря закону всемирного тяготения. В этом видео я рассказываю, что общего у приливов и прыщей.

Задачка раз

Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. У первой из них радиус орбиты вдвое больше, чем у второй. Каково отношение сил притяжения первой и второй планеты к звезде?

Решение

По закону всемирного тяготения сила притяжения планеты к звезде обратно пропорциональна квадрату радиуса орбиты. Таким образом, в силу равенства масс отношение сил притяжения к звезде первой и второй планет обратно пропорционально отношению квадратов радиусов орбит:

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

По условию, у первой планеты радиус орбиты вдвое больше, чем у второй, то есть R1=2R2.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Ответ: отношение сил притяжения первой и второй планет к звезде равно 0,25.

Задачка два

У поверхности Луны на космонавта действует сила тяготения 144 Н. Какая сила тяготения действует со стороны Луны на того же космонавта в космическом корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Луны на расстоянии трех лунных радиусов от ее центра?

Решение

По закону всемирного тяготения сила притяжения космонавта со стороны Луны обратно пропорциональна квадрату расстояния между ним и центром Луны. У поверхности Луны это расстояние совпадает с радиусом спутника. На космическом корабле, по условию, оно в три раза больше. Таким образом, сила тяготения со стороны Луны, действующая на космонавта на космическом корабле, в 9 раз меньше, чем у поверхности Луны, то есть:

Ответ: на расстоянии трех лунных радиусов от центра сила притяжения космонавта будет равна 16 Н.

Правильно говорить не «на тело действует сила тяготения», а «Земля притягивает тело с силой тяготения».

Ускорение свободного падения

Чтобы математически верно и красиво прийти к ускорению свободного падения, нам необходимо сначала ввести понятие силы тяжести.

Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.

Сила тяжести

F — сила тяжести [Н]

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, разница состоит лишь в точке приложения силы.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

Также важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. А вес зависит еще и от ускорения, с которым движется тело или опора.

Например, в лифте вес зависит от того, куда и с каким ускорением двигаются его пассажиры. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.

На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит, можем сказать, что это одно и то же. Практически.

Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения:

Приравниваем правые части:

Делим на массу левую и правую части:

Это и будет формула ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально.

Закон всемирного тяготения

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

M — масса планеты [кг]

R — расстояние между телами [м]

G — гравитационная постоянная

Ускорение свободного падения характеризует то, как быстро увеличивается скорость тела при свободном падении.

Свободное падение — это ускоренное движение тела в безвоздушном пространстве, при котором на тело действует только сила тяжести.

Но разве это не зависит еще и от массы предмета?

Нет, не зависит. На самом деле все тела падают одинаково вне зависимости от массы. Если мы возьмем перо и мяч, то перо, конечно, будет падать медленнее, но не из-за ускорения свободного падения. Просто из-за небольшой массы пера сопротивление воздуха оказывает на него большее воздействие, чем на мяч. А вот если бы мы поместили перо и мяч в вакуум, они бы упали одновременно.

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона обобщает огромное количество опытов, которые показывают, что силы — результат взаимодействия тел.

Он звучит так: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Если попроще — сила действия равна силе противодействия.

Если вам вдруг придется объяснять физику во дворе, то можно сказать и так: на каждую силу найдется другая сила. 🙈

Третий закон Ньютона

Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Смотреть картинку Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Картинка про Что будет если гравитация увеличится в 2 раза. Фото Что будет если гравитация увеличится в 2 раза

F1 — сила, с которой первое тело действует на второе [Н]

F2 — сила, с которой второе тело действует на первое [Н]

Так вот, для силы тяготения третий закон Ньютона тоже справедлив. С какой силой Земля притягивает тело, с той же силой тело притягивает Землю.

Задачка для практики

Земля притягивает к себе подброшенный мяч с силой 5 Н. С какой силой этот мяч притягивает к себе Землю?

Решение

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой Земля притягивает мяч, равна силе, с которой мяч притягивает Землю.

Ответ: мяч притягивает Землю с силой 5 Н.

Поначалу это кажется странным, потому что мы ассоциируем силу с перемещением: мол, если сила такая же, то на то же расстояние подвинется Земля. Формально это так, но у мяча масса намного меньше, чем у Земли. И Земля смещается на такое крошечное расстояние, притягиваясь к мячу, что мы его не видим, в отличие от падения мяча.

Если каждый брошенный мяч смещает Землю на какое-то расстояние, пусть даже крошечное, возникает вопрос — как она еще не слетела с орбиты из-за всех этих смещений. Но тут как в перетягивании каната: если его будут тянуть две равные по силе команды, канат никуда не сдвинется. Так же и с нашей планетой.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *