كيف يتم حساب الكتلة والوزن على سطح كواكب - علوم الفائقة
كيف يتم حساب الكتلة والوزن على سطح كواكب
قبل أن نبدأ ، من المهم أن نفهم الفرق بين الكتلة والوزن. إن مفهوم الكتلة مجرد إلى حد ما ، وبالتالي يصعب تفسيره ، لكن أهميته هي مقدار المادة الموجودة في جسم معين ، وبالتالي استمرار هذا الجسم بعد أن تم تحريكه بقوة. ينص قانون نيوتن الثاني (F = ma) على وجود علاقة مباشرة بين القوة (F) المطبقة على الجسم وتسارعه (a) ، هذه النسبة هي كتلة (m) الجسم. كتلة الجسم ثابتة ولا تتغير ، لذلك إذا زادت القوة ، سيزداد التسارع وفقًا لذلك.
الوزن هو شيء مختلف. كل كتلة جسم في الكون تجذب أجسامًا أخرى بالكتلة. حجم الجذب يعتمد على حجم الأجسام والمسافة بينها. التجاذب بين جسمين صغيرة (على سبيل المثال، 2 البرتقال) الاولى صغيرة جدا تؤثر من طرف الكبيرة ، ولكن جذب مجموعة كبيرة (مثل الأرض) جسم صغير (مثل الجسم البشري) أو بين هيئتين كبيرة (مثل الشمس والأرض) هي بالفعل كبيرة .
إذا وجدنا أنفسنا في مكان لا وزن له وأقف على ثقل اليد التي تشير إلى صفر كيلوغرام ، هل نحن بلا كتلة؟ كلا! نحن عديم الوزن فقط إذا أراد أحد أن يحركنا ، فعليه أن يستثمر في هذه القوة ، وبالتالي (طبقًا لقانون نيوتن الثاني) لا يزال لدينا كتلة.
عندما يقف شخص على هذا الكوكب ينجذب نحو مركز الجاذبية للنجم (تماما كما يستمر الكوكب مركز الشخص الجاذبية ولكن بسبب الاختلاف في الجماهير الضخمة تأثير يذكر تماما). إذا زادت كتلة الشخص أو الكوكب بمقدار الضعفين ستجذبك الجاذبية بقوة مضاعفة. من ناحية أخرى ، كلما ازدادت المسافة من مركز جاذبية الكوكب ، فإن الجاذبية صغيرة. إذا كانت المسافة التي تفصلها عن مركز الثقل تزيد 2 مرات فإن قوة القوة تكون أصغر بأربعة أضعاف ، وإذا زادت المسافة 3 أضعاف فإن قوة الشد تقل 9 أضعاف. في الواقع ، في حين أن زيادة كتلة الجاذبية تتضاعف بنفس النسبة ، فإن زيادة المسافة تقلل من الجاذبية في المربع. الصيغة لحساب السلطة (في الواقع الوزن، F) هي:
حيث M و M هي كتلة الكوكب وكتلة الإنسان، على التوالي، و r هي المسافة بين مراكز كتلة الهيئتين.
من المهم أن نتذكر أن الكوكب ذو الكتلة الأكبر سيكون له نصف قطر أكبر بكثير. على سبيل المثال ، يحتوي المشتري على كتلة تبلغ 318 ضعفًا من الأرض ، ولكن نصف قطره هو 11 ضعف نصف قطر الأرض. لذلك ، إذا قسمنا 318 على 11 في المربع سنجد أن شيئًا على كوكب المشتري سيزن 2.53 ضعف وزنه على الأرض.
إذا وجدنا أنفسنا في مكان لا وزن له وأقف على ثقل اليد التي تشير إلى صفر كيلوغرام ، هل نحن بلا كتلة؟ كلا! نحن عديم الوزن فقط إذا أراد أحد أن يحركنا ، فعليه أن يستثمر في هذه القوة ، وبالتالي (طبقًا لقانون نيوتن الثاني) لا يزال لدينا كتلة.
عندما يقف شخص على هذا الكوكب ينجذب نحو مركز الجاذبية للنجم (تماما كما يستمر الكوكب مركز الشخص الجاذبية ولكن بسبب الاختلاف في الجماهير الضخمة تأثير يذكر تماما). إذا زادت كتلة الشخص أو الكوكب بمقدار الضعفين ستجذبك الجاذبية بقوة مضاعفة. من ناحية أخرى ، كلما ازدادت المسافة من مركز جاذبية الكوكب ، فإن الجاذبية صغيرة. إذا كانت المسافة التي تفصلها عن مركز الثقل تزيد 2 مرات فإن قوة القوة تكون أصغر بأربعة أضعاف ، وإذا زادت المسافة 3 أضعاف فإن قوة الشد تقل 9 أضعاف. في الواقع ، في حين أن زيادة كتلة الجاذبية تتضاعف بنفس النسبة ، فإن زيادة المسافة تقلل من الجاذبية في المربع. الصيغة لحساب السلطة (في الواقع الوزن، F) هي:
حيث M و M هي كتلة الكوكب وكتلة الإنسان، على التوالي، و r هي المسافة بين مراكز كتلة الهيئتين.
من المهم أن نتذكر أن الكوكب ذو الكتلة الأكبر سيكون له نصف قطر أكبر بكثير. على سبيل المثال ، يحتوي المشتري على كتلة تبلغ 318 ضعفًا من الأرض ، ولكن نصف قطره هو 11 ضعف نصف قطر الأرض. لذلك ، إذا قسمنا 318 على 11 في المربع سنجد أن شيئًا على كوكب المشتري سيزن 2.53 ضعف وزنه على الأرض.
فيديو توضيحي الفرق بين الكتلة والوزن
ارجوا ان يعجبكم الموضوع تحيات طاقة علوم الفائقة
اشترك في قناتنا على اليوتيوب لنزيد في العطاء
ليست هناك تعليقات