25. 달은 지구에 어떤 영향을 미치나요? 하루에 두 번 바다가 해변에 접근했다가 물러납니다. 아이작 뉴턴(Isaac Newton)이 처음 설명했던 이러한 조수는 달에 의해 발생합니다. 대중의 믿음과는 달리, 지구상의 조수는 달의 중력보다는 달의 변화에 ​​의해 발생합니다.

제8장 주요 낙상의 결과 천체당신이 무슨 말을 하든, 그러한 사건은 세상에서 일어납니다. 드물지만 실제로 일어납니다. N. V. 고골. “코” 큰 물체가 지구에 떨어지는 결과는 일반적으로 알려져 있습니다. 우리는 가능한 것들만 고려할 것입니다.

하늘에서 땅까지 보고 깨닫는 기쁨은 자연이 주는 가장 아름다운 선물입니다. 아인슈타인 하늘색의 신비 하늘색은 왜 파란색일까?.. 살면서 한번쯤 생각해보지 않은 사람은 없을 것이다. 중세인들은 하늘색의 기원을 설명하려고 노력했다.

이것이 세기 초에 잡지 "Around the World"가 말한 내용입니다.
아시다시피 만유인력의 법칙은 유명한 영국 과학자 아이작 뉴턴에 의해 발견되었습니다. 잘 익은 사과가 그의 머리에 있는 가지에서 떨어졌을 때 이런 일이 일어났다고 합니다. 그의 다른 과학적 업적에 대해서는 알려진 바가 적습니다. 하지만 뉴턴은... 지구의 무게를 측정한 사람들 중 한 명이었습니다! 어떻게 이런 일이 일어났나요?
그 당시 과학자들은 이미 지구가 공이라는 것을 알고 있었습니다. 우리는 그것의 직경을 계산하고 심지어 그 부피를 10(21승) 입방미터로 계산했습니다. 남은 것은 결과 볼륨에 하나의 무게를 곱하는 것뿐이었습니다. 입방미터또는 지구의 1센티미터만 있어도 문제가 해결됩니다. 그런데 정확도는 어떤가요? 아아, 그것은 매우 작습니다. 결국, 행성 지구는 다양한 암석으로 구성되어 있으며 그 밀도와 표면과 깊이 모두의 무게가 매우 다릅니다.
뉴턴의 동포인 영국인 캐번디시와 베일리는 만유인력의 법칙을 사용하여 문제를 해결했습니다. 우선, 그들은 알려진 크기와 비중을 가진 두 물체가 알려진 거리에서 서로 작용하는 힘을 결정하려고 했습니다. 이 힘의 크기를 알면 지구가 물체를 끌어당기는 힘을 결정할 수 있고 따라서 행성의 평균 비중을 찾을 수 있습니다.

캐번디시 헨리.

물론 이것은 말처럼 쉽지 않습니다. 1838년에서 1842년 사이에 Cavendish와 주로 Bailey는 밀도를 더 정확하게 결정하기 위해 약 300번의 실험을 수행했습니다. 결과에 따르면 행성의 평균 비중은 5.67t/m(큐브)입니다. 따라서 무게는 5.67x10(21제곱)톤입니다.
그런데 현대 데이터에 따르면 우리 행성의 평균 밀도는 5.517t/m3(세제곱)이고 질량은 5.967x10(21제곱)톤입니다. 따라서 Bailey는 크게 착각하지 않았으며 Newton의 묘비에는 저울로 행성의 무게를 측정하는 천사와 같은 이미지가 있습니다. 무게를 달아본 사람은 천사가 아니라 사람이었습니다...

지구의 무게는 어떻게 측정되었나요?

과학자들이 별의 이름을 알고 있다는 사실에 천문학계에서 가장 놀랐던 순진한 남자에 대한 일화가 있습니다. 진지하게 말하자면, 천문학자들의 가장 놀라운 업적은 아마도 그들이 해낸 일일 것입니다. 달다그리고 우리가 사는 지구와 먼 천체. 과연, 어떤 방식으로, 지구와 하늘의 무게를 어떤 척도로 평가할 수 있을까요?

쌀. 87.

지구의 무게를 측정하는 것부터 시작하겠습니다. 우선, 지구의 무게라는 말을 어떻게 이해해야 하는지부터 알아봅시다. 우리는 신체의 무게를 지지대에 가하는 압력 또는 체중 증가 지점에 가하는 장력이라고 부릅니다. 둘 중 어느 것도 지구에 적용할 수 없습니다. 지구는 어떤 것 위에도 놓여 있지 않고, 어떤 것에도 매달려 있지 않습니다. 이는 이런 의미에서 지구에는 무게가 없다는 것을 의미합니다. 과학자들은 지구의 “무게를 측정”하여 무엇을 결정했습니까? 그들은 그녀의 신원을 확인했습니다 대량의.본질적으로 우리가 상점에서 설탕 1kg의 무게를 측정해 달라고 요청할 때, 우리는 이 설탕이 지지대를 누르거나 체중 증가 실을 당기는 힘에 전혀 관심이 없습니다. 설탕에 대해 우리가 관심을 갖는 것은 다른 것입니다. 우리는 설탕으로 얼마나 많은 차를 마실 수 있는지만 생각합니다. 즉, 설탕에 포함된 물질의 양에만 관심이 있습니다.

그러나 물질의 양을 측정하는 방법은 단 하나뿐입니다. 지구가 신체를 끌어당기는 힘을 찾는 것입니다. 우리는 그것을 받아들입니다 같은 질량같은 양의 물질이 상응하며, 인력은 질량에 비례하기 때문에 우리는 끌어당기는 힘에 의해서만 물체의 질량을 판단합니다.

지구의 무게로 넘어가면, 지구의 "무게"가 다음과 같이 결정될 것이라고 말할 것입니다. 무게;따라서 지구의 무게를 결정하는 작업은 지구의 질량을 계산하는 작업으로 이해되어야 합니다.

이를 해결하는 방법 중 하나를 설명하겠습니다(Yolli의 방법, 1871). 그림에서. 88에서는 두 개의 가벼운 컵이 빔의 양쪽 끝에 매달려 있는 매우 민감한 컵 균형을 볼 수 있습니다. 위쪽과 아래쪽입니다. 상단에서 하단까지의 거리는 20-25cm입니다. 오른쪽 하단 컵에 질량이 있는 구형 추를 놓습니다. mv균형을 위해 왼쪽 상단 컵에 추를 얹으세요. 2.이러한 하중은 서로 다른 높이에 있기 때문에 서로 다른 힘으로 지구에 끌리기 때문에 동일하지 않습니다. 질량이 있는 큰 납구를 오른쪽 아래 컵 아래에 놓으면 중,그러면 저울의 균형이 깨질 것입니다. 결핵리드볼의 질량에 끌리게 됩니다. 중강제로 푸이 질량의 곱에 비례하고 중심을 분리하는 거리 d의 제곱에 반비례합니다.

어디 에게- 소위 중력 상수,

쌀. 88. 지구의 질량을 결정하는 한 가지 방법: 욜리 저울

흐트러진 균형을 회복하려면 작은 하중을 가해 보십시오. 피.저울을 누르는 힘은 무게와 같습니다. 즉, 지구 전체의 질량이 이 하중을 끌어당기는 힘과 같습니다. 그 힘 에프같음

여기서 Mg는 지구의 질량, 아르 자형- 반경.

리드볼의 존재가 왼쪽 상단 컵에 있는 추에 미치는 무시할 수 있는 영향을 무시하고 평형 조건을 다음 형식으로 작성할 수 있습니다.

이 관계에서 지구의 질량 Mg를 제외한 모든 양을 측정할 수 있습니다. 여기에서 우리는 Mg를 결정합니다. 언급된 실험에서 M = 5775.2 kg, 아르 자형= 6366km, 디= 56.86cm, 티 1 = 5.00kg 및 N= 589mg.

결과적으로 지구의 질량은 6.15 x 10 27 g으로 밝혀졌습니다.

수많은 측정을 바탕으로 한 현대의 지구 질량 정의에 따르면 Mg = 5.974 x 10 27 g, 즉 약 6,000조 톤에 이릅니다. 이 값을 결정할 때 발생할 수 있는 오류는 0.1 이하입니다. %.

그래서 천문학자들은 지구의 질량을 결정했습니다. 우리는 그들이 그렇게 말할 권리가 있습니다 무게를 달았다지구, 왜냐하면 우리가 지렛대 저울로 몸의 무게를 달 때마다 본질적으로 우리는 그렇지 않다고 결정하기 때문입니다. 무게지구가 끌어당기는 힘이 아니라 대량의: 우리는 그것만 확립합니다 무게몸은 평등하다 대량의무게.

태양의 무게를 측정하는 방법?

안에 일상 생활(중력을 제외하고) 서로를 향한 물체의 인력은 눈에 띄지 않습니다. 중력(즉, 중력)은 다른 힘에 비해 너무 미미합니다. 지구와 다른 우주 물체의 거대한 질량만이 중력의 환상을 만들어냅니다. 그러나 매우 미묘한 실험만이 작은 물체가 서로 어떻게 끌어당기는지를 측정할 수 있습니다.

첫 번째 성공적인 경험이런 종류의 작업은 1798년에 뉴턴의 동료인 G. 캐번디시(1731-1810)에 의해 수행되었습니다. 비틀림 저울(그림 34)이라고 불리는 그의 장치는 석영 실에 매달린 막대로 연결된 두 개의 작은 볼(c)로 구성되었습니다. 이 공 근처에 Cavendish는 두 개의 거대한 리드 공(B)을 배치했습니다. 막대의 끝을 끌어당기는 이 공은 석영 실을 비틀었습니다. 실을 비틀면 인력 F를 계산할 수 있습니다. 중력의 법칙에 따라

여기서 m 1과 m 2는 작은 공의 질량이고, r은 작은 공과 큰 공 사이의 거리이며, G는 중력 상수라고 불리는 비례 계수이며, 그 값은 표시된 공식으로 결정할 수 있습니다.

G를 알고 중력의 법칙을 사용하면 지구와 다른 우주체의 질량을 결정할 수 있습니다. 실제로 지구의 질량을 M이라고 하면 질량이 m인 모든 물체는 지구에 의해 끌어당겨집니다.

여기서 R은 지구의 반경입니다. 따라서 지구의 질량은 다음과 같습니다.

알려진 양의 값을 공식에 ​​대입하면 다음을 얻습니다.

중력의 법칙에 따르면 지구와 달은 지구 내부에 있는 공통 무게 중심 C를 중심으로 회전합니다. 지구 중심까지의 거리를 문자 x로 표시해 보겠습니다. 그러면 역학 법칙에 따라

여기서 M은 지구의 질량, m은 달의 질량, r은 둘 사이의 거리입니다. C 지점을 중심으로 한 지구의 움직임으로 인해 태양의 천문학적 경도가 변경됩니다(이러한 움직임이 없을 때와 비교하여). 정확한 천문학적 측정은 x = 4635km라는 결론에 이르게 하며, 따라서

달의 "무게 측정", 더 정확하게는 달의 질량을 결정한 후 태양의 "무게 측정"으로 넘어갈 수 있습니다. 질량이 m인 어떤 행성에 질량이 m 1인 위성이 있다고 가정해 보겠습니다. 우리는 태양의 질량을 M으로 표시하고, 태양 주위의 행성과 행성 주위의 위성의 회전 기간을 각각 T와 T 1로 표시합니다. 그런 다음 케플러의 세련된 제3법칙에 따르면 다음과 같습니다.

여기서 a와 a 1은 행성과 위성 궤도의 반축입니다. 행성의 질량은 태양의 질량에 비해 작고 위성의 질량은 행성보다 훨씬 작기 때문에 우리는 대략적인 평등에 도달합니다.

지구는 독특한 행성이다 태양계. 가장 작은 것은 아니지만 가장 큰 것도 아닙니다. 크기가 5위입니다. 행성 중에서 지상파 그룹질량, 직경 및 밀도 측면에서 가장 큽니다. 행성은 다음 위치에 있습니다. 대기권 밖, 그리고 지구의 무게가 얼마나 되는지 알아내는 것은 어렵습니다. 그것은 저울에 올려놓고 무게를 잴 수 없기 때문에 그것을 구성하는 모든 물질의 질량을 합하여 그 무게를 말합니다. 이 수치는 약 5.90조톤에 이릅니다. 이 숫자가 무엇인지 이해하려면 간단히 수학적으로 적어보면 됩니다. 5,900,000,000,000,000,000,000. 이 0의 숫자는 어쩐지 눈을 부시게 합니다.

행성의 크기를 결정하려는 시도의 역사

모든 세기와 민족의 과학자들은 지구의 무게에 대한 질문에 대한 답을 찾으려고 노력했습니다. 고대 사람들은 이 행성이 고래와 거북이가 지탱하는 평평한 판이라고 생각했습니다. 일부 국가에는 고래 대신 코끼리가 있었습니다. 그래도 다른 민족세상은 행성이 평평하고 자신만의 가장자리를 갖고 있다고 상상했습니다.

중세 시대에는 모양과 무게에 대한 생각이 바뀌었습니다. 구형 형태에 대해 처음으로 이야기한 사람은 G. Bruno였지만, 그는 자신의 신념 때문에 종교 재판에 의해 처형되었습니다. 탐험가 마젤란은 지구의 반경과 질량을 보여주는 과학에 대한 또 다른 공헌을 했습니다. 행성이 둥글다고 제안한 사람이 바로 그 사람이었습니다.

첫 번째 발견

지구 - 육체, 이는 무게를 포함한 특정 속성을 가지고 있습니다. 이 발견으로 인해 다양한 연구가 시작되었습니다. 에 의해 물리 이론무게는 신체가 지지대에 가하는 힘입니다. 지구에는 지지대가 없다는 점을 고려하면 무게는 없지만 질량과 큰 질량이 있다고 결론을 내릴 수 있습니다.

지구의 무게

고대 그리스 과학자 에라토스테네스는 처음으로 행성의 크기를 알아내려고 노력했습니다. 그는 그리스의 여러 도시에서 그림자를 측정한 다음 얻은 데이터를 비교했습니다. 이런 방법으로 그는 행성의 부피를 계산하려고 했습니다. 그 후 이탈리아 G. Galileo가 계산을 시도했습니다. 자유 중력의 법칙을 발견한 사람이 바로 그 사람이었습니다. 지구의 무게를 결정하는 배턴은 I. Newton이 차지했습니다. 측정을 시도한 덕분에 그는 중력의 법칙을 발견했습니다.

처음으로 스코틀랜드 과학자 N. Mackelin은 지구의 무게를 결정했습니다. 그의 계산에 따르면, 행성의 질량은 5900억 톤이다. 이제 이 수치가 증가했습니다. 무게의 차이는 행성 표면에 우주 먼지가 침전되어 발생합니다. 매년 약 30톤의 먼지가 지구에 남아 지구를 더욱 무겁게 만들고 있습니다.

지구 질량

지구의 무게가 얼마나 되는지 정확히 알아내려면 지구를 구성하는 물질의 구성과 무게를 알아야 합니다.

1. 맨틀. 이 껍질의 질량은 약 4.05 X 10 24 kg입니다.
2. 핵심. 이 껍질의 무게는 맨틀보다 가볍습니다(1.94 X 10 24kg).
3. 지구의 지각. 이 부분매우 얇고 무게는 0.027 X 10 24kg에 불과합니다.
4. 수권과 대기. 이 껍질의 무게는 각각 0.0015 X 10 24 및 0.0000051 X 10 24 kg입니다.

이 모든 데이터를 더하면 지구의 무게가 나옵니다. 그러나 다양한 출처에 따르면 행성의 질량이 다릅니다. 그렇다면 지구의 무게는 톤 단위로 얼마이고, 다른 행성의 무게는 얼마입니까? 행성의 무게는 5.972 X 10 21톤이고 반경은 6370km입니다.

중력의 원리를 바탕으로 지구의 무게를 쉽게 결정할 수 있습니다. 이렇게하려면 실을 가져다가 그 위에 작은 무게를 걸어보세요. 그 위치는 정확하게 결정됩니다. 근처에 1톤의 납이 놓여 있습니다. 두 몸체 사이에 인력이 발생하여 하중이 작은 거리만큼 측면으로 편향됩니다. 그러나 0.00003mm의 편차만으로도 행성의 질량을 계산할 수 있습니다. 이를 위해서는 무게와 작은 하중을 큰 하중으로 끌어당기는 힘과 관련된 인력을 측정하는 것으로 충분합니다. 얻은 데이터를 통해 지구의 질량을 계산할 수 있습니다.

지구와 다른 행성의 질량

지구가 가장 큰 행성지상군. 이에 비해 화성의 질량은 지구 무게의 약 0.1배, 금성은 0.8배이다. 지구의 약 0.05배이다. 가스 거인은 지구보다 몇 배 더 큽니다. 목성과 우리 행성을 비교하면 거인은 317배 더 크고 토성은 95배 더 무겁고 천왕성은 14배 더 무겁습니다. 지구보다 더 500회 이상. 이것은 우리 태양계 외부에 위치한 거대한 가스체입니다.