Čo je gravitácia a akú úlohu zohráva? Existuje a aká je sila gravitácie na iných planétach slnečnej sústavy? Na ktorej planéte je najmenšia a najväčšia gravitácia?

V tomto článku sa budeme zaoberať gravitáciou na iných planétach našej slnečnej sústavy. A tiež zistíme, aké sú jeho minimálne a maximálne ukazovatele.

Odpovede na niektoré otázky súvisiace s gravitáciou sú zaujímavé nielen pre fyzikov a astronómov. Dokonca aj významná časť obyčajných ľudí by chcela dostať odpovede na otázky o existencii a vlastnostiach gravitácie na rôznych planétach.

V prvom rade je však potrebné oboznámiť sa so základnými pojmami pre tento fyzikálny jav. Uvažujme preto presne o sile gravitácie a jej úlohe pre prírodu nielen na našej Zemi, ale aj na iných planétach slnečnej sústavy.

Čo je gravitácia?

Gravitácia je dosť zvláštna základná sila. Je to prirodzený efekt, pri ktorom sa všetky veci s hmotnosťou navzájom priťahujú. Či už sú to asteroidy, planéty, hviezdy, galaxie atď.

• Čím väčšia je hmotnosť objektu, tým väčšia sila bude pôsobiť na objekty okolo neho. Sila objektu závisí aj od vzdialenosti - to znamená, že účinok, ktorý pôsobí na iný objekt, sa znižuje so zväčšujúcou sa vzdialenosťou medzi nimi.
• Sila gravitácie sa nazýva príťažlivá, pretože sa vždy snaží zjednotiť masy a nikdy ich neodpudzuje. V skutočnosti každý objekt živej a neživej prírody priťahuje všetky ostatné objekty vo vesmíre.
• Gravitácia je tiež jednou zo štyroch základných síl, ktoré riadia všetky interakcie v prírode. Nachádza sa vedľa slabej a silnej jadrovej sily, ako aj elektromagnetizmu.
• Z týchto síl je gravitácia najslabšia. Je približne 1038-krát slabšia ako silná jadrová sila a 1036-krát slabšia ako elektromagnetická sila. Je tiež 1029-krát slabšia ako slabá jadrová sila.
• Einsteinova všeobecná teória relativity zostáva najlepším prostriedkom na opis správania gravitácie. Podľa teórie gravitácia nie je sila. Ide o dôsledok zakrivenia priestoru a času, ktorý je spôsobený nerovnomerným rozložením hmoty alebo energie.
• Interakcie v prírode sú v súlade s touto teóriou. Energia a hmotnosť sú ekvivalentné, čo znamená, že všetky formy energie tiež spôsobujú a sú ovplyvnené gravitáciou.
• Väčšinu spôsobov, akými sa táto sila uplatňuje, však najlepšie vysvetľuje Newtonov zákon univerzálnej gravitácie. Hovorí, že gravitácia existuje ako príťažlivosť dvoch telies. Sila tejto príťažlivosti sa dá vypočítať matematicky, pričom sila príťažlivosti je priamo úmerná súčinu ich hmotností. Je tiež nepriamo úmerná štvorcu vzdialenosti medzi telesami.
• Gravitačná sila sa vypočíta podľa všeobecne uznávaného vzorca:

F = g * m

Prirodzene, m je hmotnosť ľubovoľného telesa a g je zrýchlenie voľného pádu.

Aká je úloha gravitácie v prírode?

Ak by neexistovala gravitácia, potom by sme sa všetci vznášali do vesmíru. Bez nej by všetky naše suchozemské druhy pomaly chradli a zomreli. Zároveň nám degenerovali svaly, kosti ľudí a zvierat sa stali krehkými a slabými a orgány prestali správne fungovať.

• Preto bez preháňania môžeme povedať, že gravitácia nie je len skutočnosťou života na Zemi, ale aj jeho predpokladom. Niekedy však ľudia majú v úmysle opustiť sféru vplyvu tejto sily.
• Gravitačná sila má zanedbateľný vplyv na hmotu v najmenších mierkach, teda na subatomárne jednotky. Má však veľký význam pre rozvoj objektov na makroúrovni.
• Pretože na makroskopickej úrovni, teda na úrovni planét, hviezd a galaxií, je dominantnou silou ovplyvňujúcou interakciu hmoty. Spôsobuje formovanie a ovplyvňuje dráhu astronomických telies, riadi astronomické správanie. Gravitácia hrala dôležitú úlohu vo vývoji raného vesmíru.
• Bola to gravitácia, ktorá bola zodpovedná za zhlukovanie hmoty za vzniku oblakov plynu, ktoré prešli gravitačným kolapsom. Mraky vytvorili prvé hviezdy, ktoré potom vytvorili prvé galaxie. Mimochodom, bez neho sa napríklad hviezdy menia na čierne diery.
• V rámci jednotlivých hviezdnych systémov to spôsobilo splynutie prachu a plynu. V dôsledku toho sa vytvorili planéty. Gravitačná sila riadi pohyby obežných dráh planét okolo hviezd, rotáciu hviezd okolo stredu galaxie a ich splývanie galaxií.
• Jeho dôležitosť však nemožno podceňovať – je to gravitácia, ktorá vytvára atmosféru potrebnú pre život. Od toho závisí atmosférický alebo hydrostatický tlak. A tiež kladie základ našej kostry a vestibulárneho aparátu.
​​​​

Je gravitácia na iných planét slnečnej sústavy?

Všetci obyvatelia našej planéty vedia, že na Zemi pôsobí gravitačná sila. Môžete sa o tom presvedčiť na vlastnej skúsenosti. Ale to, či táto sila existuje na Jupiteri, Marse, Venuši a iných planétach, je dosť problematické overiť. Možno nie každý sa snaží nájsť odpoveď na túto otázku. Aby ste však získali všeobecný prehľad a uspokojili vašu zvedavosť, stále vám odporúčame, aby ste si tieto informácie zistili.

Dôležité: V princípe gravitácia závisí od hmotnosti, kde sa všetky veci navzájom priťahujú. Ale nezabudnite, že veľkosť, hmotnosť a hustota objektu tiež ovplyvňujú gravitačnú silu.

Výpočty voľného pádu pre každú planétu sa preto musia vykonať samostatne podľa nasledujúceho vzorca:

g = GM/R2, kde M je hmotnosť planéty a R2 je jej polomer.

Určité ťažkosti však môžu nastať s gravitačnou konštantou (G), alebo presnejšie s dodatočnými výpočtami. Od roku 2014 vyzerá jeho vzorec nasledovne:

G = 6,67408

Teraz môžete začať s výpočtom gravitačnej sily na iné planéty. Mimochodom, nezabudnite, že ide len o matematickú a fyzikálnu teóriu.

• Merkúr je najmenšia a najmenej hmotná planéta, ktorá otvára náš systém. Planéta vyniká, mimochodom, kvôli nestabilným teplotným zmenám. Veď cez deň dosahuje +350 °C, v noci dokonca presahuje -150 °C.
  • Gravitačná sila takejto kontrastnej planéty spomedzi iných planét pozemskej skupiny a samozrejme plynných obrov má najmenšie ukazovatele - 3,7 m/s2.
• Venuša je v niečom podobná Zemi, a preto sa jej často hovorí „dvojča Zeme“. Pravda, len čo sa týka rozmerov. Preto nie je prekvapujúce, že sila gravitácie na Venuši je veľmi blízka jej sile na Zemi – 8,88 m/s2.
  • Mimochodom, polomer Venuše je len o 0,85 % menší ako polomer Zeme. Po takejto planéte sa ale neprejdete, pretože vás môže odviať vietor o sile 300 m/s alebo sa jednoducho spálite z jej minimálnej teploty 475°C. To však nie je všetko, zhora bude padať sírový dážď zmiešaný s chloridom železitým.
• Pre porovnanie uvádzame priemerné ukazovatele našej Zeme – 9,81 m/s2. Mimochodom, nezabudnite, že na póle bude oveľa vyššie ako na rovníku. Ale na našom satelite má Mesiac gravitačnú silu iba 1,62 m/s2. A každý vie, ako môžu kozmonauti behať po jeho povrchu.
• Mars sa v mnohých kľúčových ohľadoch viac podobá Zemi. Pravda, mínusová teplota nedovoľuje, aby sa tam objavil život. A pokiaľ ide o veľkosť, hmotnosť a hustotu, ukazuje sa, že je relatívne malý. Z tohto dôvodu má Mars 0,38-krát menšiu gravitáciu ako Zem. A so zaokrúhlením je to 3,86 m/s2.
  • A tu je jasný príklad, kde hustota zohrala úlohu – Mars je napokon oveľa väčší ako Merkúr, ale gravitačná sila sa príliš nelíši.

• Jupiter je najväčšia a najhmotnejšia planéta slnečnej sústavy. Mimochodom, je to tiež veterná planéta charakterizovaná neustálymi búrkami a búrkami. A keďže je Jupiter plynným obrom, má prirodzene menšiu hustotu ako Zem a iné pozemské planéty.
  • Navyše jeho hustota a základné zloženie hélia a vodíka zabezpečili, že Jupiter nemal žiadnu pravú škrupinu. Ak by sa naň niekto postavil, jednoducho by sa potopil, kým by nedosiahol pevné jadro. V dôsledku toho je povrchová gravitácia Jupitera definovaná ako sila na vrcholoch jeho oblakov. A to je 24,79 m/s2.
• Podobne ako Jupiter, aj Saturn je obrovský plynný obr, ktorý je oveľa väčší a hmotnejší ako Zem, ale menej husté. V dôsledku toho je jeho povrchová gravitácia o niečo väčšia ako zemská.
  • Pre porovnanie: planéta so známym pásom prstencov má priemer 57350 km, no Zem je takmer 5-krát menšia – 12742 km. Ale gravitačná sila na Saturn je len 10,44 m/s2. To znamená, že pre takéto rozmery je to veľmi málo.
• A plocha Uránu je asi štyrikrát väčšia ako plocha Zeme. Ako plynný gigant je však jeho hustota ešte nižšia ako zemská gravitácia. A to je 8,86 m/s2. Prechádzať sa po planéte bude možné bez námahy, no neskutočný chlad vám nedovolí urobiť ani krok. Koniec koncov, teplota nestúpne nad -220 ℃.
• Neptún je štvrtou najväčšou planétou slnečnej sústavy. Je 3,86-krát väčšia ako Zem. Mimochodom, s touto planétou sa nikto nemôže porovnávať silou búrok - 2100 km/s2. Ale keďže ide o plynného obra, má nízku hustotu a relatívne malú gravitáciu 11,09 m/s2.
• Ako dodatočnú informáciu stojí za zváženie gravitačnej sily na Pluto. Od roku 2006 stratilo kozmické teleso svoj oficiálny štatút planéty, ale aj pre trpasličiu planétu je gravitačná sila veľmi malá — iba 0,61 m/s2.

Dôležité: Môžeme konštatovať, že gravitačná sila prítomná na všetkých planétach slnečnej sústavy, no nie všade ju možno merať na povrchu planéty. Na Jupiteri, Saturne, Uráne a Neptúne sa sila gravitácie meria na vrcholoch oblakov. Existujú aj vážne rozdiely v sile tejto sily na rôznych planétach.

Ktorá planéta má najnižšiu gravitáciu?

• Ak vezmeme do úvahy všetky astronomické telesá v slnečnej sústave, ktoré majú gravitáciu, najmenšia gravitačná sila nie je na povrchu planét v našej sústave. Toto astronomické teleso je trpasličia planéta Cecer s gravitáciou iba 0,27 m/s2.
• Ak porovnáme silu gravitácie len na povrch planét, najmenšia sila je na planéte Pluto, pokrývajúca len 0,61 m/s2. Ale keďže bol zbavený titulu planéty, táto pozícia opäť patrí Merkúru. Pripomeňme, že pre Ortuť je 3,7 m/s2. Táto skutočnosť nie je prekvapujúca, pretože Merkúr je najmenšia planéta v slnečnej sústave.

Planéta s najväčšou gravitačnou silou

• Ak študujete silu gravitácie na všetkých astronomických objektoch, tak najväčšiu hodnotu tejto sily nájdete na povrch hviezdy. Názov tejto hviezdy je Slnko. Gravitačná sila na hviezdu je obrovská — 274 m/s2. To je takmer tridsaťkrát viac ako na povrchu Zeme.
• Čo sa týka planét, najväčšia gravitačná sila pôsobí na najväčšiu z planét. Ide o obra - Jupiter. Bude sa opakovať, že má neskutočnú gravitačnú silu — 24,79 m/s2. To je takmer 2,53-krát viac, ako zažívame na planéte Zem. Objekt, ktorý na Zemi váži 100 gramov, by na Jupiteri vážil 236,4 gramu.

Teraz vieme, že na Merkúre a iných planétach s nízkou gravitáciou by sme leteli do vesmíru. Ale napríklad na Jupiteri by sme boli vtlačení do zeme. V tomto prípade plyn. Mimochodom, v prvom prípade by sme boli vy a ja vysokí a štíhli a v druhej variácii - krátke a silné. A, samozrejme, váha by sa cítila inak. Pri nízkej gravitácii by boli všetky predmety neskutočne ľahké, no pri vysokých hodnotách by aj pierko vážilo toľko ako nákladné auto.

Video: Existuje gravitácia aj na iných planétach slnečnej sústavy?