LỰC HẤP DẪN TRêN TRáI ĐẤT MẠNH ĐẾN MỨC NàO?

Send

Trọng lực là một lực cơ bản khá tuyệt vời. Nếu đó không phải là đối với Trái đất, hãy thoải mái 1 g, khiến các vật thể rơi xuống Trái đất với tốc độ 9,8 m / s², chúng ta đã bay lên vũ trụ. Và không có nó, tất cả các loài sống trên mặt đất của chúng ta sẽ dần khô héo và chết đi khi cơ bắp bị thoái hóa, xương của chúng ta trở nên giòn và yếu, và các cơ quan của chúng ta không còn hoạt động bình thường.

Vì vậy, người ta có thể nói mà không cường điệu rằng trọng lực không chỉ là một thực tế của sự sống ở đây trên Trái đất, mà là một điều kiện tiên quyết cho nó. Tuy nhiên, vì con người dường như có ý định thoát khỏi tảng đá này - thoát khỏi mối liên kết chắc chắn của Trái đất, vì nó - hiểu được lực hấp dẫn của Trái đất và những gì cần thiết để thoát khỏi nó là cần thiết. Vậy lực hấp dẫn của Trái đất mạnh đến mức nào?

Định nghĩa:

Để phá vỡ nó, trọng lực là một hiện tượng tự nhiên, trong đó tất cả những thứ sở hữu khối lượng được đưa về phía nhau - ví dụ như các tiểu hành tinh, hành tinh, sao, thiên hà, siêu cụm, v.v ... Một vật thể càng có khối lượng lớn thì nó sẽ càng gây ra lực hấp dẫn trên các đồ vật xung quanh nó. Lực hấp dẫn của một vật thể cũng phụ thuộc vào khoảng cách - tức là lượng nó tác dụng lên một vật thể giảm khi khoảng cách tăng.

Trọng lực cũng là một trong bốn lực cơ bản chi phối mọi tương tác trong tự nhiên (cùng với lực hạt nhân yếu, lực hạt nhân mạnh và điện từ). Trong số các lực này, trọng lực là yếu nhất, xấp xỉ 10³⁸ yếu hơn lực hạt nhân mạnh gấp 10 lần³⁶ yếu hơn lực điện từ và 10 lần²⁹ yếu hơn lực hạt nhân yếu.

Kết quả là, trọng lực có ảnh hưởng không đáng kể đến vật chất ở quy mô nhỏ nhất (nghĩa là các hạt hạ nguyên tử). Tuy nhiên, ở cấp độ vĩ mô - của các hành tinh, sao, thiên hà, v.v. - trọng lực là lực chi phối ảnh hưởng đến sự tương tác của vật chất. Nó gây ra sự hình thành, hình dạng và quỹ đạo của các cơ quan thiên văn và chi phối hành vi thiên văn. Nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của Vũ trụ sơ khai.

Nó chịu trách nhiệm cho vật chất tụ lại với nhau tạo thành những đám mây khí trải qua sự sụp đổ lực hấp dẫn, tạo thành những ngôi sao đầu tiên - sau đó được kéo lại với nhau để tạo thành các thiên hà đầu tiên. Và trong các hệ sao riêng lẻ, nó khiến bụi và khí kết hợp lại tạo thành các hành tinh. Nó cũng chi phối quỹ đạo của các hành tinh xung quanh các ngôi sao, các mặt trăng xung quanh các hành tinh, sự quay của các ngôi sao xung quanh trung tâm thiên hà của chúng và sự hợp nhất của các thiên hà.

Trọng lực và thuyết tương đối phổ quát:

Vì năng lượng và khối lượng là tương đương, tất cả các dạng năng lượng, bao gồm cả ánh sáng, cũng gây ra lực hấp dẫn và chịu ảnh hưởng của nó. Điều này phù hợp với Thuyết tương đối rộng của Einstein, vẫn là phương tiện tốt nhất để mô tả hành vi của lực hấp dẫn. Theo lý thuyết này, trọng lực không phải là một lực, mà là hệ quả của độ cong của không thời gian gây ra bởi sự phân bố khối lượng / năng lượng không đồng đều.

Ví dụ cực đoan nhất về độ cong của không thời gian này là một lỗ đen, từ đó không gì có thể thoát ra. Các lỗ đen thường là sản phẩm của một ngôi sao siêu lớn đã đi siêu tân tinh, để lại một tàn dư sao lùn trắng có khối lượng rất lớn, tốc độ thoát của nó lớn hơn tốc độ ánh sáng. Sự gia tăng trọng lực cũng dẫn đến sự giãn nở thời gian hấp dẫn, trong đó thời gian trôi qua chậm hơn.

Đối với hầu hết các ứng dụng, trọng lực được giải thích tốt nhất theo Định luật vạn vật Newton Newton, trong đó tuyên bố rằng trọng lực tồn tại như một lực hút giữa hai cơ thể. Sức mạnh của sự hấp dẫn này có thể tính toán một cách toán học, trong đó lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích của khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Trọng lực Trái đất:

Trên trái đất, trọng lực tạo ra trọng lượng cho các vật thể và gây ra thủy triều. Lực hấp dẫn của Trái đất là kết quả của khối lượng và mật độ hành tinh - 5.97237 × 10²⁴ kg (1.31668 × 10²⁵ lbs) và 5,514 g / cm³, tương ứng. Điều này dẫn đến việc Trái đất có cường độ hấp dẫn 9,8 m / s² gần bề mặt (còn được gọi là 1 g), mà tự nhiên giảm dần xa một là từ bề mặt.

Ngoài ra, lực hấp dẫn trên Trái đất thực sự thay đổi tùy thuộc vào vị trí bạn đang đứng trên đó. Lý do đầu tiên là vì Trái đất đang quay. Điều này có nghĩa là trọng lực của Trái đất tại xích đạo là 9,789 m / s², trong khi lực hấp dẫn ở hai cực là 9,832 m / s². Nói cách khác, bạn nặng hơn ở hai cực so với ở xích đạo vì lực hướng tâm này, nhưng chỉ hơn một chút.

Cuối cùng, lực hấp dẫn có thể thay đổi tùy thuộc vào những gì mà bên dưới Trái đất bên dưới bạn. Nồng độ khối lượng cao hơn, như đá mật độ cao hoặc khoáng chất có thể thay đổi lực hấp dẫn mà bạn cảm thấy. Nhưng tất nhiên, số tiền này là quá nhẹ để có thể nhận thấy. Các nhiệm vụ của NASA đã lập bản đồ trường trọng lực Trái đất với độ chính xác đáng kinh ngạc, cho thấy sự thay đổi về sức mạnh của nó, tùy thuộc vào vị trí.

Trọng lực cũng giảm theo độ cao, vì bạn cách xa trung tâm Trái đất. Sự giảm lực từ leo lên đỉnh núi là khá nhỏ (trọng lực giảm 0,28% ở đỉnh núi Everest), nhưng nếu bạn đủ cao để đến Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), bạn sẽ trải nghiệm 90% của lực hấp dẫn mà bạn cảm thấy trên bề mặt.

Tuy nhiên, do nhà ga ở trạng thái rơi tự do (và cả trong chân không vũ trụ) nên các vật thể và phi hành gia trên tàu ISS có khả năng nổi xung quanh. Về cơ bản, vì mọi thứ trên tàu đều rơi xuống cùng tốc độ với Trái đất, những chiếc ISS trên tàu có cảm giác không trọng lượng - mặc dù chúng vẫn nặng khoảng 90% so với bề mặt Trái đất.

Lực hấp dẫn của Trái đất cũng chịu trách nhiệm cho hành tinh của chúng ta có vận tốc thoát hiểm là 11.186 km / giây (hay 6,951 mi / giây). Về cơ bản, điều này có nghĩa là một tên lửa cần phải đạt được tốc độ này trước khi nó có thể hy vọng thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất và tiếp cận không gian. Và với hầu hết các vụ phóng tên lửa, phần lớn lực đẩy của chúng chỉ dành riêng cho nhiệm vụ này.

Do sự khác biệt giữa lực hấp dẫn của Trái đất và lực hấp dẫn trên các vật thể khác - như Mặt trăng (1,62 m / s²; 0,1254g) và Sao Hỏa (3.711 m / s²; 0.376 g) - các nhà khoa học không chắc chắn những tác động sẽ xảy ra với các phi hành gia đã thực hiện các nhiệm vụ dài hạn cho các cơ thể này.

Mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các nhiệm vụ dài hạn trong vi trọng lực (tức là trên ISS) có tác động bất lợi đối với sức khỏe của phi hành gia (bao gồm mất mật độ xương, thoái hóa cơ, tổn thương các cơ quan và thị lực), không có nghiên cứu nào được thực hiện về tác động của môi trường trọng lực thấp hơn. Nhưng với nhiều đề xuất được đưa ra để trở lại Mặt trăng và NASA Hành trình đề xuất hành trình đến Sao Hỏa, thông tin đó sẽ được đưa ra!

Là những sinh vật sống trên cạn, con người chúng ta vừa được ban phước vừa bị nguyền rủa bởi lực hấp dẫn của Trái đất. Một mặt, nó làm cho việc xâm nhập vào không gian khá khó khăn và tốn kém. Mặt khác, nó đảm bảo sức khỏe của chúng ta, vì loài của chúng ta là sản phẩm của hàng tỷ năm tiến hóa của loài diễn ra trong 1 g Môi trường.

Nếu chúng ta từng hy vọng trở thành một loài thực sự xa vũ trụ và liên hành tinh, chúng ta nên tìm ra cách chúng ta sẽ đối phó với trọng lực và trọng lực thấp hơn. Nếu không, không ai trong chúng ta có khả năng ra khỏi thế giới rất lâu!

Chúng tôi đã viết nhiều bài viết về Tạp chí Trái đất cho Không gian. Đây là lực hấp dẫn đến từ đâu? Ai đã phát hiện ra lực hấp dẫn?, Tại sao Trái đất tròn?, Tại sao Mặt trời không đánh cắp Mặt trăng? .

Muốn có thêm tài nguyên trên Trái đất? Ở đây, một liên kết đến trang NASA Spaceflight của NASA và ở đây, NASA NASA Visible Earth.

Chúng tôi cũng đã ghi lại một tập phim Thiên văn học về Trái đất, như một phần của chuyến đi xuyên qua Hệ mặt trời - Tập 51: Trái đất và Tập 318: Vận tốc thoát.

Nguồn: