Что собой представляет и какую роль оказывает сила тяжести? Есть ли и какая сила тяжести на других планетах Солнечной системы? На какой планете самая маленькая и самая большая сила тяжести?

В данной статье мы рассмотрим, если сила тяжести на других планетах нашей Солнечной системы. А также узнаем, какие ее минимальные и максимальные показатели.

Ответы на некоторые вопросы, связанные с силой тяжести, интересно узнать не только физикам и астрономам. Даже значительной части обычных людей хотелось бы получить ответы на вопросы о существовании и особенностях силы тяжести на разных планетах.

Но прежде необходимо ознакомиться с базовыми понятиями для этого физического явления. Поэтому давайте рассмотрим именно силу тяжести и ее роль для природы не только на нашей Земле, но и на других планетах Солнечной системы.

Что собой представляет сила тяжести?

Сила тяжести – это довольно удивительная фундаментальная сила. Она является естественным эффектом, в котором все вещи, обладающие массой, притягиваются друг к другу. Будь то астероиды, планеты, звезды, галактики и т. д.

• Чем больше масса объекта, тем большую силу он будет оказывать на объекты вокруг него. Сила объекта также зависит от расстояния — то есть влияние, которое он оказывает на другой объект, уменьшается с увеличением расстояния между ними.
• Силу тяготения называют притягивающей, потому что она всегда пытается объединить массы и никогда не отталкивает их. Фактически, каждый объект живой и неживой природы тянется ко всем другим объектам во Вселенной.
• Сила тяжести также является одной из четырех основных сил, которые регулируют все взаимодействия в природе. Она находится наряду со слабой и сильной ядерной силой, а также электромагнетизмом.
• Из этих сил гравитация является самой слабой. Она слабее примерно в 1038 раз сильной ядерной силы и в 1036 раз слабее электромагнитной силы. Также слабее она и слабой ядерной силы в 1029 раз.
• Лучшим средством описания поведения силы тяжести остается общая теория относительности Эйнштейна. Согласно теории, сила тяготения не является силой. Это следствие кривизны пространства и времени, что вызвана неравномерным распределением массы или энергии.
• С этой теорией согласуются взаимодействия в природе. Энергия и масса эквивалентны, а это значит, что все формы энергии также вызывают силу тяжести и находятся под ее влиянием.
• Однако, большинство способов применения этой силы лучше всего объясняет Закон всемирного тяготения Ньютона. В нем говорится, что сила тяжести существует как притяжение двух тел. Сила этого притяжения может вычисляться математически, где сила тяготения прямо пропорциональна произведению их масс. Также она обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами.
• Сила тяготения высчитывается по общепринятой формуле:

F = g * m

Естественно, что m – это масса любого нужного тела, а вот g – это ускорение свободного падения.

Какая роль силы тяжести в природе?

Если бы не было силы тяжести, то мы все выплыли в космос. Без нее все наши наземные виды медленно увядали и умирали. В то же время, наши мышцы дегенерировали, кости у людей и животных становились хрупкими и слабыми, а органы переставали функционировать должным образом.

• Поэтому без преувеличений можно сказать, что сила тяготения — это не только факт жизни на Земле, но и предпосылка для этого. Однако порой люди намерены выйти из сферы влияния этой силы.
• Сила тяжести оказывает незначительное влияние на материю в наименьшем из масштабов, то есть на субатомные единицы. Однако она имеет большое значение для развития объектов на макроуровне.
• Поскольку на макроскопическом уровне, то есть на уровне планет, звезд и галактик, она является доминирующей силой, влияющей на взаимодействие материй. Она вызывает формирование и влияет на траекторию астрономических тел, управляя астрономическим поведением. Сила тяготения сыграла важную роль в эволюции ранней Вселенной.
• Именно сила тяжести отвечала за совокупление материи, чтобы образовать облака газа, которые подверглись гравитационному коллапсу. Облака образовывали первые звезды, которые затем формировали первые галактики. Кстати, без нее, например, звезды превращаются в черные дыры.
• В пределах отдельных звездных систем это заставило пыль и газ слиться. В результате образовывались планеты. Сила тяжести управляет движениями орбит планет вокруг звезд, вращением звезд вокруг центра их галактики и слиянием галактик.
• Но нельзя недооценивать всю ее важность – именно сила тяжести и создает необходимую для жизни атмосферу. Именно от нее и зависит атмосферное или гидростатическое давление. А также она закладывает основу нашего скелета и вестибулярного аппарата.

Есть ли сила тяжести на других планетах Солнечной системы?

Что на Земле присутствует сила тяготения, знают все жители нашей планеты. Убедиться в этом можно на собственном опыте. Но вот, есть ли эта сила на Юпитере, Марсе, Венере и других планетах, проверить достаточно проблематично. Возможно, не все пытаются найти ответ на этот вопрос. Но для развития общего кругозора и удовлетворения своего любопытства, предлагаем все же выяснить эту информацию.

Важно: В принципе, гравитация зависит от массы, где все вещи притягиваются друг к другу. Но не забывайте, что размер, масса и плотность объекта также влияют на гравитационную силу.

Поэтому расчеты свободного падения для каждой планеты должны проводиться по отдельности за следующей формулой:

g = GM/R2, где M – это масса планеты, а R2 – это ее радиус.

Но вот с гравитационной постоянной величиной (G) могут возникнуть некие трудности, а точнее еще одни дополнительные расчеты. С 2014 года ее формула выглядит следующим образом:

G = 6,67408(31)·10−11 м3·с−2·кг−1

Теперь можно приступать к расчетам силы тяжести на других планетах. Кстати, не забывайте, что это только математическая и физическая теория.

• Меркурий — наименьшая и наименее массивная планета, что открывает нашу систему. Выделяется планета, кстати, нестабильными перепадами температуры. Ведь днем она доходит до отметки +350 °C, а ночью превышает даже -150 °C.
  • Сила тяжести такой контрастной планеты среди остальных планет земной группы и, конечно же, газовых гигантов имеет наименьшие показатели – 3,7 м/с².
• Венера немного похожа на Землю, поэтому ее часто называют «близнецом Земли». Правда, только по габаритам. Следовательно, неудивительно, что мощность силы тяготения на Венере очень близка к ее мощности на Земле – 8,88 м/с².
  • Кстати, радиус Венеры от земного меньше лишь на 0,85%. Но вот погулять на такой планете не получится, ведь вас может сдуть ветром с силой в 300 м/с или вы просто сгорите от ее минимальной температуры в 475°C. Но и это еще не все, сверху еще пойдет серный дождь, что будет смешан с хлорным железом.
• Для сравнение приведем средние показатели нашей Земли – 9, 81 м/с².  Кстати, не забывайте, что на полюсе она будет куда выше, нежели на экваторе. А вот на нашем спутнике, для справочной информации, Луна имеет силу тяготения всего лишь 1,62 м/с². Да и всем известно, как космонавты могут бегать по его поверхности.
• Марс более похож на Землю во многих ключевых аспектах. Правда, минусовая температура немного не позволяет появиться там жизни. И вот когда дело доходит до размера, массы и плотности, то он оказывается сравнительно малым. Из-за этого у Марса в 0,38 раза сила тяготения меньше, чем у Земли. И составляет с округлением 3,86 м/с².
  • И вот наглядный пример, когда плотность сыграла свою роль – ведь Марс значительно больше по размерам за Меркурий, но сила тяготения не слишком отличается.

• Юпитер — самая большая и самая массивная планета в Солнечной системе. Кстати, это еще и ветреная планета, что характеризуется постоянными штормами и грозами. А будучи газовым гигантом, Юпитер, естественно, менее плотный, чем Земля и другие земные планеты.
  • Более того, его плотность и основной состав из гелия и водорода обеспечили то, что Юпитер не имеет истинной оболочки. Если бы кто-то стоял на нем, он просто тонул бы, пока не достиг твердого ядра. В результате поверхностная сила тяготения Юпитера определяется, как сила на вершинах его облаков. И составляет 24,79 м/с².
• Как и Юпитер, Сатурн — это огромный гигант газа, который значительно больше и массивнее Земли, но менее плотный. В результате, его поверхностная сила тяжести немного больше, чем у Земли.
  • Для сравнения: планета со знаменитым поясом из колец имеет диаметр 57350 км, а вот земля меньше практически в 5 раз — 12742 км. Но вот сила тяжести на Сатурне всего 10,44 м/с². То есть, для таких габаритов это очень мало.
• А площадь Урана примерно в четыре раза больше площади Земли. Однако, как у газового гиганта, его плотность даже ниже земного тяготения. И составляет 8,86 м/с². Ходить по планете можно будет без труда, но вот невероятный холод не даст сделать ни шагу. Ведь температура не поднимается выше -220 ℃.
• Нептун — четвертая по величине планета Солнечной системы. Он в 3,86 раза больше Земли. Кстати, с этой планетой никто не сравнится по мощности штормов — 2100 км/с². Но, будучи газовым гигантом, он имеет низкую плотность и сравнительно небольшую силу тяжести в 11,09 м/с².
• Стоит еще рассмотреть в качестве дополнительной информации силу тяжести на Плутоне. Хотят с 2006 года космическое тело утратило официальный статус планеты, но даже для карликовой планеты сила тяжести очень мала — всего 0,61 м/с².

Понимание влияния силы тяжести на организм человека существенно поможет для осуществления космических путешествий, особенно там, где были заданы вопросы о длинных выездных миссиях на орбиту и на Международную космическую станцию. И, конечно же, знание того, насколько сильной является сила тяготения на других планетах, имеет важное значение для пилотируемых миссий. Благодаря этим знаниям возможно даже поселения землян на других планетах.

Важно: Можно сделать вывод, что сила тяжести присутствует на всех планетах Солнечной системы, но не везде ее можно измерить на поверхности планеты. На Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне сила тяжести измеряется на вершинах облаков. Серьезные отличия на разных планетах есть и в мощности этой силы.

На какой планете наименьшая сила тяжести?

• Если брать во внимание все астрономические тела в Солнечной системе, где присутствует сила тяготения, то самая маленькая сила тяжести не на поверхности планеты нашей системы. Это астрономическое тело – карликовая планета Цецер с силой тяжести всего в 0,27 м/с².
• Если сравнивать силу тяжести только на поверхности планет, то наименьшая сила на планете Плутоне, что охватывает только 0,61 м/с². Но поскольку его лишили звания планеты, то эта должность снова переходит Меркурию. Напомним, что для Меркурия она составляет 3,7 м/с². Этот факт не вызывает удивления, ведь Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы.

Планета с наибольшей силой тяжести

• Если изучать силу тяготения на всех астрономических объектах, то наибольшее значение этой силы можно выявить на поверхности звезды. Название этой звезды – Солнце. Сила тяжести на звезде огромная — 274 м/с². Это почти в тридцать раз больше, чем на поверхности Земли.
• Что касается планет, то самая большая сила тяжести на наибольшей из планет. Это гигант – Юпитер. Повторится, что он обладает невероятной силой тяжести — 24,79 м/с². Это почти в 2,53 раза больше того, что мы испытываем на планете Земля. Предмет, который весит 100 грамм на Земле, весил бы 236,4 грамма на Юпитере.

Теперь мы знаем, что на Меркурии и других планетах с малой силой тяжести мы бы улетели в космос. А вот, например, на Юпитере нас бы вдавливало в землю. В данном случае в газ. Кстати, в первом случае мы бы с вами были высокими и худыми, а во второй вариации — низкими и коренастыми. И, конечно же, вес по-разному бы ощущался. С низкой силой тяжести все предметы были бы до невозможности легкими, а вот при больших показателям даже перышко стало бы весом с грузовую машину.

Видео: Есть ли сила тяжести на других планетах Солнечной системы?