Yerçekimi, Dünyalıların kabul ettiğimiz temel bir fizik kuvvetidir. Bizi gerçekten suçlayamazsın. Dünya ortamında milyarlarca yıl boyunca evrimleştikten sonra, 1 g (veya 9,8 m / s²) sabit bir şekilde çekilmeye alışkınız. Bununla birlikte, uzaya giren veya Ay'a ayak basanlar için yerçekimi çok yavaş ve değerli bir şeydir.
Temel olarak, yerçekimi, yıldızlardan, gezegenlerden ve galaksilerden hafif ve atom altı parçacıklara kadar her şeyin birbirine çekildiği kütleye bağlıdır. Nesnenin boyutuna, kütlesine ve yoğunluğuna bağlı olarak, uyguladığı yerçekimi kuvveti değişir. Boyut ve kütle olarak değişen Güneş Sistemimizin gezegenleri söz konusu olduğunda, yüzeylerindeki yerçekimi kuvveti önemli ölçüde değişir.
Örneğin, Dünya'nın yerçekimi, daha önce belirtildiği gibi 9.80665 m / s²'ye (veya 32.174 ft / s²) eşdeğerdir. Bu, bir cismin, zeminin üzerinde tutulur ve bırakılırsa, serbest düşüşün her saniyesi için yaklaşık 9.8 metre hızda yüzeye doğru hızlanacağı anlamına gelir. Bu, tek bir g olarak da ifade edilen diğer gezegenlerdeki yerçekimini ölçmek için standarttır.
Isaac Newton’un evrensel çekim yasası uyarınca, iki beden arasındaki çekimsel çekim matematiksel olarak şöyle ifade edilebilir: F = G (m¹m² / r²) - neredeF kuvvet, m1 ve m2 etkileşen nesnelerin kütleleri, r kütlelerin merkezleri arasındaki mesafe ve G, yerçekimi sabiti (6.674 × 10-11 N m2/kilogram2 ).
Boyutlarına ve kütlelerine dayanarak, başka bir gezegendeki yerçekimi genellikle g birimlerin yanı sıra serbest düşüş hızlanma oranı açısından. Peki Güneş Sistemimizin gezegenleri yerçekimi açısından Dünya'ya göre nasıl tam olarak birikiyor? Bunun gibi:
Merkür üzerindeki Yerçekimi:
Ortalama yarıçapı yaklaşık 2.440 km ve kütlesi 3.30 × 1023 kg, Merkür Dünya'nın büyüklüğünün yaklaşık 0.383 katı ve büyük olarak sadece 0.055'dir. Bu, Merkür'ü Güneş Sistemindeki en küçük ve en az büyük gezegen yapar. Bununla birlikte, yüksek yoğunluğu sayesinde - sağlam 5.427 g / cm3Dünya’nın 5.514 g / cm’inden biraz daha düşük3 - Merkür'ün yüzey ağırlığı 3,7 m / s²'dir, bu da 0,38'e eşdeğerdir g.
Venüs'te Yerçekimi:
Venüs, Dünya'ya birçok yönden benzer, bu yüzden sıklıkla “Dünya'nın ikizleri” olarak adlandırılır. Ortalama 4.6023 × 10 yarıçapı ile8 km2, 4.8675 × 10 kütle24 kg ve yoğunluk 5.243 g / cm3, Venüs'ün büyüklüğü 0.9499 Dünya'ya eşdeğer, 0.815 kat daha büyük ve kabaca 0.95 kat daha yoğun. Bu nedenle, Venüs'teki yerçekiminin neden Dünya'nınkine çok yakın olması şaşırtıcı değil - 8.87 m / s2veya 0.904 g.
Ay'da Yerçekimi:
Bu, insanların yerçekimindeki azalmanın etkilerini test edebildiği astronomik bir organdır. Ortalama yarıçapı (1737 km), kütle (7.3477 x 10²² kg) ve yoğunluğu (3.3464 g / cm³) ve Apollo astronotları tarafından yapılan görevler, Ay'daki yüzey ağırlığının 1.62 m olduğu hesaplanmıştır. / sn2 veya 0.1654 g.
Mars'ta Yerçekimi:
Mars aynı zamanda birçok önemli açıdan Dünya'ya benzer. Bununla birlikte, boyut, kütle ve yoğunluk söz konusu olduğunda, Mars nispeten küçüktür. Aslında, ortalama 3.389 km yarıçapı yaklaşık 0.53 Dünya'nın eşdeğeridir, kütlesi (6.4171 × 1023 kg) sadece 0.107 Dünya'dır. Bu arada yoğunluğu, nispeten mütevazı bir 3.93 g / cm³'de gelen Dünya'nın yaklaşık% 77'sidir. Bu nedenle, Mars, 3.711 m / s²'ye kadar uzanan Dünya'nın yerçekiminin 0.38 katına sahiptir.
Jüpiter'de Yerçekimi:
Jüpiter, Güneş Sistemindeki en büyük ve en büyük gezegendir. Ortalama yarıçapı, 69.911 ± 6 km'de, kütlesinin (1.8986 × 10) Dünya büyüklüğünün 10.97 katı olmasını sağlar.27 kg) 317.8 Dünya'nın eşdeğeridir. Ancak bir gaz devi olan Jüpiter, doğal olarak Dünya ve diğer karasal gezegenlerden daha az yoğundur ve ortalama yoğunluğu 1.326 g / cm'dir.3.
Dahası, bir gaz devi olan Jüpiter'in gerçek bir yüzeyi yok. Eğer üzerinde duracak olsaydı, sonunda (teorileşmiş) katı çekirdeğine gelene kadar batarlardı. Sonuç olarak, Jüpiter'in yüzey yerçekimi (bulut tepelerindeki yerçekimi kuvveti olarak tanımlanır), 24.79 m / s veya 2.528 g'dır.
Satürn'deki Yerçekimi:
Jüpiter gibi, Satürn de Dünya'dan önemli ölçüde daha büyük ve daha büyük, ancak çok daha az yoğun olan dev bir gaz devidir. Kısacası, ortalama yarıçapı 58232 ± 6 km'dir (9.13 Dünya), kütlesi 5.6846 × 1026 kg (95.15 kat daha büyük) ve yoğunluğu 0.687 g / cm3. Sonuç olarak, yüzey ağırlığı (yine bulutlarının üstünden ölçülür) 10.44 m / s² (veya 1.065 g) olan Dünya'nınkinden biraz daha fazladır.
Uranüs'te Yerçekimi:
Ortalama 25.360 km yarıçapı ve 8.68 × 10 kütle ile25 kg, Uranüs Dünya'nın yaklaşık 4 katı ve 14,536 katıdır. Bununla birlikte, bir gaz devi olarak yoğunluğu (1.27 g / cm3) Dünya’dan önemli ölçüde düşüktür. Bu nedenle, yüzey ağırlığı (bulut tepelerinden ölçülür) neden Dünya'nınkinden biraz daha zayıftır - 8.69 m / s2veya 0.886 g.
Neptün'de Yerçekimi:
Ortalama 24.622 ± 19 km yarıçapı ve 1.0243 × 10 kütle ile26 kg, Neptün Güneş Sistemi'ndeki dördüncü büyük gezegendir. Hepsi, Dünya'nın büyüklüğünün 3.86 katı ve büyüklüğünün 17 katı olduğunu söyledi. Ancak, bir gaz devi olarak, 1.638 g / cm'lik düşük bir yoğunluğa sahiptir.3. Tüm bunlar 11,15 m / s yüzey ağırlığına kadar çalışır.2 (veya 1.14 g), ki bu yine Neptün’ün bulut tepelerinde ölçülür.
Sonuçta, yerçekimi burada Güneş Sistemi'nde, Merkür ve Mars'ta 0.38 g'dan Jüpiter bulutlarının üstünde güçlü bir 2.528 g'a kadar değişen gamı çalıştırıyor. Ve Ay'da, astronotlar cesaretlendirildiler, çok hafif 0.1654 g, ki bu da ağırlıksızlıkta bazı eğlenceli deneylerden izin aldı!
Sıfır yerçekiminin insan vücudu üzerindeki etkisini anlamak, özellikle yörüngedeki uzun süreli görevlerin ve Uluslararası Uzay İstasyonunun söz konusu olduğu yerlerde uzay yolculuğu için çok önemlidir. Önümüzdeki on yıllarda, derin uzay misyonlarına astronotlar göndermeye başladığımızda bunu nasıl simüle edeceğimizi bilmek kullanışlı olacaktır.
Ve elbette, diğer gezegenlerde ne kadar güçlü olduğunu bilmek, oradaki insanlı görevler (ve hatta belki de yerleşim) için gerekli olacaktır. İnsanlığın 1 g'lık bir ortamda geliştiği göz önüne alındığında, yer çekiminin sadece bir kısmına sahip gezegenlere nasıl gideceğimizi bilmek yaşam ve ölüm arasındaki fark anlamına gelebilir.
Burada Space Magazine'de yerçekimi hakkında birçok ilginç makale yazdık. Yerçekimi Ne Kadar Hızlı ?, Yerçekimi Nereden Geliyor? ve Yerçekiminin (Sadece) Bir Güç olmadığını Nasıl Biliriz.
İşte Yapay Yerçekimi Yapabilir miyiz? ve “Ürkütücü Eylem” Yerçekimini Tanımlıyor mu?
Daha fazla bilgi için NASA’nın “Sürekli Yer Çekimi” başlıklı sayfasına ve Newton’un yerçekimi yasasına bakın.
Astronomi Cast de Bölüm 102: Yerçekimi başlıklı bir bölüm var.
