Масса Земли


Масса Земли.

 

 

Масса Земли составляет 5,97 · 1024 кг. Среди всех планет Солнечной системы Земля стоит на четвертом месте по массе.

 

Масса и плотность Земли

Сила тяжести и ускорение свободного падения на Земле

Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Земле

Изменение массы Земли

Распределение массы Земли

Масса Солнца, Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна

 






Масса и плотность Земли:

Масса Земли составляет 5,97· 1024 кг или, если быть точнее, 5,9726 ± 0,0006 · 1024 кг.

В астрономии масса Земли обозначается M⊕, где ⊕ – символ Земли.

В астрономии масса Земли используется как внесистемная единица массы. При этом, 1 M⊕ = 5,9722 ± 0,0006 · 1024 кг.

Соответственно массу других планет Солнечной системы можно выразить через массу Земли.

Масса Луны – спутника Земли составляет 0,0123 M⊕.

Масса Меркурия составляет 0,055 M⊕.

Масса Венеры составляет 0,815 M⊕.

Масса Марса составляет 0,107 M⊕.

Масса Юпитера составляет 317,8 M⊕.

Масса Сатурна составляет 95,16 M⊕.

Масса Урана составляет 14,54 M⊕.

Масса Нептуна составляет 17,147 M⊕.

Масса Солнца составляет 333 082 M⊕.

Среди всех планет Солнечной системы Земля стоит на четвертом месте по массе (после Юпитера, Сатурна и Нептуна).

Масса, как физическая величина, является мерой гравитационных свойств тела (гравитации, притяжения) и мерой его инертности. Соответственно различают гравитационную массу тела и инертную массу тела. В современной физике гравитационная масса и инертная масса считаются равными.

Как следствие проявления гравитационных свойств и действия закона всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу тем сильнее, чем больше их массы. Или чем больше масса тела, тем с большей силой она притягивает другие тела. Гравитационная масса определяет меру такого гравитационного притяжения (силы гравитационного притяжения).

Согласно закону всемирного тяготения сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния:

F = G · m1 · m2 / r2 ,

где G – гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10−11 м³/(кг·с²).

При этом масса тела не зависит от скорости движения тела и остается неизменным при любых процессах.

Масса измеряется в килограммах и относится к одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Исходя из массы Земли, как физической величины рассчитываются и другие параметры нашей планеты: плотность, ускорение свободного падения, сила тяжести, первая космическая скорость, вторая космическая скорость и пр.

Средняя плотность Земли (ρ) – 5,5153 г/см³ или 5 515,3 кг/м³.

 


Сила тяжести и ускорение свободного падения на Земле:

Ускорение свободного падения на Земле (g)  составляет  9,81 м/с2 и меняется от 9,832 м/с² на полюсах до 9,78 м/с² на экваторе.

Ускорение свободного падения рассчитывается по формуле:

g = G⋅(M/r2) ,

где

М – масса планеты, кг,

r2 – квадрат радиуса планеты, м.

Вес и масса тела на Земле равны. Это означает, что человек, массой 72 кг, будет весить на Земле 72 кг. Если быть точнее, то вес человека на Земле равен 72 кг · 9,81 м/с2 = 706,32 Н.

Вес – это сила, с которой любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое каким-либо небесным телом, например, Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие свободному падению тела. Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта, равен силе тяжести, действующей на тело. Сила тяжести – это сила притяжения тела к небесному телу.

Вес (сила тяжести) рассчитывается по формуле F = m·g ,

где

F – сила тяжести, Н,

m – масса тела, кг,

g – ускорение свободного падения, м/с2.

На других планетах Солнечной системы человек массой 72 кг будет весить:

На планетах Солнечной системы человек массой 72 кг будет весить:

– на Луне – 11,952 кг,

– на Меркурии – 27,159 кг,

– на Венере – 65,45 кг,

– на Марсе – 27,216 кг,

– на Юпитере – 170,208 кг,

– на Сатурне – 76,6 кг,

– на Уране – 65,09 кг,

– на Плутоне – 4,536 кг.

 


Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Земле:

Первая космическая скорость (v1) на Земле равна 7,91 км/с.

Первая космическая скорость (круговая скорость) – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.

Первая космическая скорость определяется массой и радиусом небесного тела, а также высотой над его поверхностью.

Первая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

,

где

М – масса планеты, кг,

R – радиус орбиты, м,

R0 – радиус планеты, м,

h – высота над поверхностью планеты, м.

Вторая космическая скорость (v2) на Земле равна 11,19 км/с.

Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость освобождения, скорость убегания) – это наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.

Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела.

Вторая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

.

 


Изменение массы Земли:

Масса Земли не является постоянной величиной, и в настоящее время потеря массы превышает прирост. Уменьшение массы Земли приводит к ослаблению её силы тяжести, и, соответственно, способности удерживать атмосферу.

На величину массы Земли влияют многочисленные факторы.

Факторы, увеличивающие массу Земли:

– космическая пыль: метеоры, пыль, кометы и т.д., за счёт неё масса Земли возрастает примерно на 40 тысяч тонн в год.

Факторы, уменьшающие массу Земли:

– диссипация атмосферных газовводорода (3 кг/сек, или 95000 тонн в год) и гелия (1600 тонн в год). Кроме того, часть электронов атомов атмосферных газов улетучивается быстрее, чем сами атомы;

– искусственные спутники, которые находятся на удалённых орбитах и могут покинуть околоземное пространство (около 65 тонн в год);

– нагрев Земли (за счёт как антропогенных процессов, так и глобального потепления) в сочетании с солнечным излучением может увеличить тепловое движение молекул, что также способствует утечке вещества из атмосферы.

 

Распределение массы Земли:

Известно, что планета Земля состоит из литосферы, в которую входят ядро, мантия, земная кора, а также гидросферы и атмосферы.

Масса Земли распределена следующим образом:

– ядро, имеет массу около 1,93 ⋅ 1024 кг,

– мантия, ее масса составляет составляет 4,043 ⋅ 1024 кг,

– земная кора – около 0,026 ⋅ 1024 кг,

– гидросфера, на ее долю приходится около 0,0014 ⋅ 1024 кг,

атмосфера, занимает примерно 0,0000051 ⋅ 1024 кг.

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Масса_Земли, https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 


Growfood




















карта сайта