Що собою представляє і яку роль чинить сила тяжіння? Чи є і яка сила тяжіння на інших планетах Сонячної системи? На якій планеті найменша і найбільша сила тяжіння?

У даній статті ми розглянемо, якщо сила тяжіння на інших планетах нашої Сонячної системи. А також дізнаємося, які її мінімальні і максимальні показники.

Відповіді на деякі питання, пов'язані з силою тяжіння, цікаво дізнатися не тільки фізиків і астрономів. Навіть значної частини звичайних людей хотілося б отримати відповіді на питання про існування та особливості сили тяжіння на різних планетах.

Але передусім необхідно ознайомитися з базовими поняттями для цього фізичного явища. Тому давайте розглянемо саме силу тяжіння та її роль для природи не тільки на нашій Землі, але і на інших планетах Сонячної системи.

Що собою уявляє сила тяжіння?

Сила тяжіння – це досить дивна фундаментальна сила. Вона є природним ефектом, в якому всі речі, що володіють масою, притягуються один до одного. Будь то астероїди, планети, зірки, галактики і т. д.

• Чим більше маса об'єкта, тим більшу силу він буде чинити на об'єкти навколо нього. Сила об'єкта також залежить від відстані — тобто вплив, який він чинить на інший об'єкт, зменшується із збільшенням відстані між ними.
• Силу тяжіння називають притягує, тому що вона завжди намагається об'єднати маси і ніколи не відштовхує їх. Фактично, кожен об'єкт живої і неживої природи тягнеться до всіх інших об'єктів у Всесвіті.
• Сила тяжіння також є однією з чотирьох основних сил, які регулюють всі взаємодії в природі. Вона знаходиться поряд зі слабкою і сильною ядерною силою, а також электромагнетизмом.
• З цих сил гравітація є найслабкішою. Вона слабша приблизно в 1038 разів сильною ядерною сили і в 1036 разів слабкіше електромагнітної сили. Також слабкіше вона і слабкої ядерної сили в 1029 разів.
• Кращим засобом опису поведінки сили тяжіння залишається загальна теорія відносності Ейнштейна. Згідно теорії, сила тяжіння не є силою. Це наслідок кривизни простору і часу, що викликано нерівномірним розподілом маси або енергії.
• З цією теорією узгоджуються взаємодії в природі. Енергія і маса еквівалентні, а це значить, що всі форми енергії також викликають сили тяжіння і перебувають під її впливом.
• Однак, більшість способів застосування цієї сили найкраще пояснює Закон всесвітнього тяжіння Ньютона. У ньому говориться, що сила тяжіння існує як тяжіння двох тел. Сила цього тяжіння може обчислюватися математично, де сила тяжіння прямо пропорційна добутку їх мас. Також вона обернено пропорційна квадрату відстані між тілами.
• Сила тяжіння вираховується за загальноприйнятою формулою:

F = g * m

Природно, що m – це маса будь-якого потрібного тіла, а ось g – це прискорення вільного падіння.

Яка роль сили тяжіння в природі?

Якщо б не було сили тяжіння, то ми все виплили в космос. Без неї всі наші наземні види повільно увядали і вмирали. У той же час, наші м'язи дегенерировали, кістки у людей і тварин ставали крихкими і слабкими, а органи переставали функціонувати належним чином.

• Тому без перебільшення можна сказати, що сила тяжіння — це не тільки факт життя на Землі, але й передумова для цього. Однак часом люди мають намір вийти зі сфери впливу цієї сили.
• Сила тяжіння має незначний вплив на матерію в найменшому з масштабів, тобто на субатомні одиниці. Проте вона має велике значення для розвитку об'єктів на макрорівні.
• Оскільки на макроскопічному рівні, тобто на рівні планет, зірок і галактик, вона є домінуючою силою, що впливає на взаємодію матерій. Вона викликає формування і впливає на траєкторію астрономічних тіл, керуючи астрономічним поведінкою. Сила тяжіння зіграла важливу роль в еволюції раннього Всесвіту.
• Саме сила тяжіння відповідала за злягання матерії, щоб утворити хмари газу, які зазнали гравітаційному колапсу. Хмари утворювали перші зірки, які потім формували перші галактики. До речі, без неї, наприклад, зірки перетворюються на чорні діри.
• В межах окремих зоряних систем це змусило пил і газ злитися. В результаті утворилися планети. Сила тяжіння управляє рухами орбіт планет навколо зірок, обертанням зірок навколо центру галактики і їх злиття галактик.
• Але не можна недооцінювати всю її важливість – саме сила тяжіння і створює необхідну для життя атмосферу. Саме від неї і залежить атмосферний або гідростатичний тиск. А також вона закладає основу нашого скелета і вестибулярного апарату.

Чи є сила тяжіння на інших планетах Сонячної системи?

Що на Землі присутня сила тяжіння, знають всі жителі нашої планети. Переконатися в цьому можна на власному досвіді. Але ось, чи є ця сила на Юпітері, Марсі, Венері та інших планетах, перевірити досить проблематично. Можливо, не всі намагаються знайти відповідь на це питання. Але для розвитку загального кругозору і задоволення своєї цікавості, пропонуємо все ж таки з'ясувати цю інформацію.

Важливо: В принципі, гравітація залежить від маси, де всі речі притягуються один до одного. Але не забувайте, що розмір, маса і щільність об'єкта також впливають на гравітаційну силу.

Тому розрахунки вільного падіння для кожної планети повинні проводитися окремо за наступною формулою:

g = GM/R2, де M – це маса планети, а R2 – це її радіус.

Але ось з гравітаційною сталою величиною (G) можуть виникнути певні труднощі, а точніше ще одні додаткові розрахунки. З 2014 року її формула виглядає наступним чином:

G = 6,67408(31)·10-11 м3·с−2·кг−1

Тепер можна приступати до розрахунків сили тяжіння на інших планетах. До речі, не забувайте, що це лише математична і фізична теорія.

• Меркурій — найменша і найменш масивна планета, що відкриває нашу систему. Виділяється планета, до речі, нестабільними перепадами температури. Адже вдень вона доходить до позначки +350 °C, а вночі перевищує навіть -150 °C.
  • Сила тяжіння такою контрастною планети серед інших планет земної групи і, звичайно ж, газових гігантів має найменші показники – 3,7 м/с2.
• Венера трохи схожа на Землю, тому її часто називають «близнюком Землі». Правда, тільки за габаритами. Отже, не дивно, що потужність сили тяжіння на Венері дуже близька до її потужності на Землі – 8,88 м/с2.
  • До речі, радіус Венери від земної менше лише на 0,85%. Але от погуляти на такій планеті не вийде, адже вас може здути вітром з силою в 300 м/с або ви просто згорите від її мінімальної температури в 475°C. Але і це ще не все, зверху ще піде сірчаний дощ, що буде змішаний з хлорним залізом.
• Для порівняння наведемо середні показники нашої Землі – 9, 81 м/с2. До речі, не забувайте, що на полюсі вона буде куди вище, ніж на екваторі. А ось на нашому супутнику, для довідкової інформації, Місяць має силу тяжіння всього лише 1,62 м/с2. Та й усім відомо, як космонавти можуть бігати по його поверхні.
• Марс більше схожий на Землю у багатьох ключових аспектах. Правда, мінусова температура трохи не дозволяє з'явитися там життя. І от коли справа доходить до розміру, маси і щільності, то він виявляється порівняно малим. З-за цього у Марса 0,38 рази сила тяжіння менше, ніж у Землі. І складає з округленням 3,86 м/с2.
  • І ось наочний приклад, коли щільність зіграла свою роль – адже Марс значно більше за розмірами за Меркурій, але сила тяжіння не надто відрізняється.

• Юпітер — найбільша і сама масивна планета в Сонячній системі. До речі, це ще й вітряна планета, що характеризується постійними штормами і грозами. А будучи газовим гігантом, Юпітер, природно, менш щільний, ніж Земля і інші земні планети.
  • Більш того, його щільність і основний склад з гелію і водню забезпечили те, що Юпітер не має справжньої оболонки. Якби хтось стояв на ньому, він просто тонув би, поки не досяг твердого ядра. В результаті поверхнева сила тяжіння Юпітера визначається, як сила на вершинах його хмар. І становить 24,79 м/с2.
• Як і Юпітер, Сатурн — це величезний гігант газу, який значно більше і масивніше Землі, але менш щільний. В результаті, його поверхнева сила тяжіння трохи більше, ніж у Землі.
  • Для порівняння: планета зі знаменитим поясом з кілець має діаметр 57350 км, а от земля менше практично в 5 разів — 12742 км. Але ось сила тяжіння на Сатурні всього 10,44 м/с2. Тобто, для таких габаритів це дуже мало.
• А площа Урану приблизно в чотири рази більше площі Землі. Однак, як у газового гіганта, його щільність навіть нижче земного тяжіння. І становить 8,86 м/с2. Ходити по планеті можна буде без зусиль, але ось неймовірний холод не дасть зробити ні кроку. Адже температура не піднімається вище -220 ℃.
• Нептун — четверта за розмірами планета Сонячної системи. Він в 3,86 рази більше Землі. До речі, з цією планетою ніхто не зрівняється по потужності штормів — 2100 км/с2. Але, будучи газовим гігантом, він має низьку щільність і порівняно невелику силу тяжіння в 11,09 м/с2.
• Варто ще розглянути в якості додаткової інформації силу тяжіння на Плутоні. Хочуть з 2006 року космічне тіло втратило офіційний статус планети, але навіть для карликової планети сила тяжіння дуже мала — всього 0,61 м/с2.

Важливо: Можна зробити висновок, що сила тяжіння присутній на всіх планетах Сонячної системи, але не скрізь її можна виміряти на поверхні планети. На Юпітері, Сатурні, Урану, Нептунові сила тяжіння вимірюється на вершинах хмар. Серйозні відмінності на різних планетах є і в потужності цієї сили.

На якій планеті найменша сила тяжіння?

• Якщо брати до уваги всі астрономічні тіла у Сонячній системі, де є сила тяжіння, то найменша сила тяжіння не на поверхні планети нашої системи. Це астрономічне тіло – карликова планета Цецер з силою тяжіння всього 0,27 м/с2.
• Якщо порівнювати силу тяжіння тільки на поверхні планет, то найменша сила на планеті Плутоні, що охоплює тільки 0,61 м/с2. Але оскільки його позбавили звання планети, то ця посада знову переходить Меркурію. Нагадаємо, що для Меркурія він становить 3,7 м/с2. Цей факт не викликає подиву, адже Меркурій є найменшою планетою Сонячної системи.

Планета з найбільшою силою тяжіння

• Якщо вивчати силу тяжіння на всіх астрономічних об'єктах, то найбільше значення цієї сили можна виявити на поверхні зірки. Ім'я цієї зірки – Сонце. Сила тяжіння на зірці величезна — 274 м/с2. Це майже в тридцять разів більше, ніж на поверхні Землі.
• Що ж до планет, то найбільша сила тяжіння на найбільшій з планет. Це гігант – Юпітер. Повториться, що він володіє неймовірною силою тяжіння — 24,79 м/с2. Це майже в 2,53 рази більше того, що ми відчуваємо на планеті Земля. Предмет, який важить 100 грамів на Землі важив би 236,4 грама на Юпітері.

Тепер ми знаємо, що на Меркурії і інших планетах з малою силою тяжіння ми б відлетіли в космос. А ось, наприклад, на Юпітері нас би вдавлювало в землю. В даному випадку в газ. До речі, в першому випадку ми б з вами були високими і худими, а в другій варіації — низькими і сильними. І, звичайно ж, вага по-різному б відчувався. З низькою силою тяжіння всі предмети були б до неможливості легкими, а ось при великих показниками навіть пір'їнка стало б вагою з вантажну машину.

Відео: Є сила тяжіння на інших планетах Сонячної системи?