Вес земли

Для начала измерим массу Земли

Переформулировав задачу таким образом, мы сразу же получим зацепки ведущие к решению. Первым делом нам нужно определить величину силы притяжения возникающей между любыми двумя массами.

Принцип этого определения следующий:

Представьте себе очень при очень чувствительные равноплечие весы с двумя чашками. В каждой чашке (А и Б) пускай лежит некий груз имеющий совершенно одинаковую массу. Весы в таком случае, будут прибывать в полном равновесии.

Теперь мы берем третье тело (В) масса которого нам также известна, и помещаем его под тело А. Взаимное притяжение между А и В, ожидаемо заставляет чашку весов А опуститься вниз. Для сохранения равновесия нам срочно необходимо добавить к массе Б очень небольшую, но опять же вполне измеримую массу Г.

Как вычислить массу планеты Земля, не выходя из дома?

Вас может заинтересовать

• Магнитное поле Земли и солнечный магнетизм
• Эволюция Солнца
• Стоунхендж: древнейшая обсерватория на Земле
• Как ориентироваться днем по Солнцу?
• Почему небо голубое, а Солнце желтое

А вот теперь самое интересное: поскольку сила, с которой вся Земля притягивает тело Г, равна взаимному притяжению между А и В, можно без труда определить массу Земли, которая оказывается равной 6,59 х 1021 тонн.

Другие параметры Земли и Марса

Время, за которое Марс совершает осевой оборот, чуть больше, чем у нашей планеты. Сутки на Марсе длятся на 40 минут дольше. Длительность года равна 687 дням, потому что Марс находится дальше от Солнца и вращается по орбите медленнее.

Марс характеризуется наличием твердой скалистой поверхности. Credit: bitcryptonews.ru

Удаленное расположение от Солнца привело к более холодному климату на Марсе. Температурный режим там составляет от -150°C до +35°C. В среднем — около -50°C. На Марсе есть перемена времен года.

Атмосферный слой Красной планеты намного меньше и тоньше, чем на Земле. В составе атмосферы преимущественно присутствует углекислый газ. Кислород есть в маленькой концентрации — она не превышает 0,1%.

Оба небесных тела имеют похожую внутреннюю структуру. Марс также состоит из ядра, мантии и коры. Все структурные слои у него тоньше и состоят из более легких элементов. Там отсутствует жидкое ядро, которое есть у Земли. Это объясняет отсутствие сильного магнитного поля на Марсе.

Если Землю часто называют голубой планетой из-за наличия большого количества воды на ее поверхности, то, по аналогии, Марс называют красным из-за пыли и ржавчины. Поверхность Марса похожа на пустыню. Ландшафт обеих планет имеет сходства — есть возвышенности, впадины, равнины, вулканы.

Гора Олимп — потухший вулкан на Марсе. Credit: youtube.com

Высота самого большого из вулканов составляет 26 км. Он получил название Олимп. Вулкан почти в 3 раза выше самой высокой горной вершины на Земле — горы Эверест. Также на Марсе существуют каньоны, самый глубокий из которых — 11 км. Он носит название Долина Маринер и почти сопоставим по глубине с Марианской впадиной — самой глубокой точкой на Земле.

На полюсах Марса был обнаружен лед. Химический состав грунтов 2 планет имеет сходства — водородный показатель в некоторых участках Красной планеты может сделать возможным выращивание там нескольких видов растений.

Частым явлением на Марсе являются песчаные бури, скорость ветра может достигать до 700 м/с. Максимальная скорость ветра на Земле составляет 150 м/с. В атмосферном слое Марса постоянно присутствует пыль в больших количествах. В результате самой сильной песчаной бури, которая была зафиксирована в 1971 г., образовался такой слой пыли, что он покрыл даже самую высокую гору Олимп.

Магнитное поле на Марсе практически не функционирует. Это могло произойти вследствие 2 явлений:

• застывания жидкого ядра внутри планеты;
• метеоритной атаки.

Разница в показателях гравитации на 2 планетах отличается в 3 раза. Человек весом 90 кг на Марсе будет весить чуть более 30 кг.

У обоих небесных тел есть спутники. У Марса — Фобос и Деймос. Они имеют маленькие размеры — их диаметры чуть больше 20 км и 10 км соответственно. Ученые предполагают, что раньше эти спутники были астероидами. На это указывает неправильная форма и небольшие размеры небесных тел.

Сколько весит

Изучение размеров нашей планеты будет неполным без другого параметра – массы. Она составляет 6*1024 килограмма. Объём планеты – свыше 1,08 триллиона кубических километров. Таким образом, плотность планеты составляет около 5,5 грамма на кубический сантиметр.

Измерение окружности и диаметра Земли представляет собой несложную математическую задачу. В этом случае следует применять число π. Однако в силу сжатия планеты длина экваториальная окружность несколько больше, нежели полярная. И из-за этого экваториальный и полярный радиус Земли будет немного отличаться. Зная же показатели окружности, диаметра и радиуса нашей планеты, несложно будет вычислить и площадь ее поверхности.

Об измерениях

У многих людей может возникнуть логический вопрос: «А как же можно измерить массу Земли, ведь ее же нельзя просто взять и положить на огромнейшие весы?» Однако ученые не испугались сложностей и за основу взяли гравитационное поле, которые заставляет предметы притягиваться друг к другу. Все вычисления были получены экспериментальным путем. Сначала был на нитке подвешен маленький груз, положение которого в пространстве было измерено. Далее рядом с этим грузом ученые поместили довольно увесистый свинцовый куб, который весил тонну (всем ведь известно, что чем тяжелее предмет, тем сильнее его гравитационное поле притягивает окружающие предметы). В ходе данного эксперимента гравитационное поле огромного свинцового куба притянуло к себе небольшой грузик всего лишь на 0,00002 миллиметра, однако этого оказалось достаточно для того, чтобы ученым удалось подсчитать массу планеты Земля, получив такие желанные цифры.

О расчетах

Стоит также упомянуть о том, что сегодня масса Земли может быть рассчитана даже школьником самостоятельно в домашних условиях. Для этого всего лишь надо знать вышеописанную формулу: g = φ (M/R2). В первую очередь нужно извлечь из нее массу. Так, путем несложных конфигураций получаем следующее соотношение: M = g R2 / φ. При этом радиус земли уже известен, его не нужно рассчитывать, это 6300 км (в метрах — 6,38х106). Численные же варианты g и φ были получены давно опытным путем. Итак, благодаря довольно простым математическим действиям можно получить искомую цифру, которая равняется 5976 секстиллионам тонн.

Интересные факты про планету Земля

• Наша планета единственная  в Солнечной системе не названа в честь божеств. Earth произошло от староанглийского Eartha, означающего «почва».
• Скорость вращения уменьшается на 17 миллисекунд в 100 лет. Для того, чтобы земные сутки увеличились на час, потребуется более 140 млн. лет.
• Считается, что вода первоначально находилась во внутренних слоях вблизи земной мантии. На поверхность она попала благодаря вулканической активности.
• Атмосферный кислород был получен, по большей части, в результате оксигенного фотосинтеза.
• Температура земного ядра равна температуре солнечной атмосферы. Также в ядре содержится более 90% всех залежей золота.
• 97% воды Мирового океана не пригодны для питья из-за высокой концентрации соли. Из оставшихся 3% чистой воды 2/3 спрятаны в ледниках.
• Из космоса можно рассмотреть австралийский Большой Барьерный Риф и загрязнение воздуха над областью КНР.
• Человек изучил лишь 5% Мирового океана.
• Земной рельеф имеет самое малое количество кратеров среди всех объектов Солнечной системы. Это связано  с тектонической активностью и интенсивной эрозией почв, меняющих ее поверхность.
• Численность населения планеты на конец 2018 года – более 7,67 млрд. человек. Ее территория поделена на 197 стран, без учета зависимых областей и непризнанных стран. Самыми большими по площади и населению являются Россия и Китай соответственно. Самым маленьким — Ватикан.

Структура

Центральным объектом
Солнечной системы является Солнце — звезда основной последовательности
спектрального класса G2V, желтый карлик. Солнце концентрирует большую часть
общей массы системы (около 99,866%), оно удерживает гравитацию планеты и других
тел, принадлежащих к Солнечной системе. Четыре крупнейших объекта — газовые
гиганты — составляют 99% оставшейся массы (большая часть которой поступает от
Юпитера и Сатурна — около 90%).

Большинство крупных объектов,
вращающихся по орбите вокруг Солнца, движутся почти в одной плоскости, так
называемой эклиптической плоскости. В то же время кометы и предметы в поясе
Койпера часто имеют большие углы наклона к этой плоскости.

Все планеты и большинство
других объектов вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце
(против часовой стрелки, если смотреть на северный полюс Солнца). Есть
исключения, такие как комета Галлея. Меркурий обладает самой высокой угловой
скоростью — он может совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных
дней. А для самой далекой планеты, Нептуна, период обращения составляет 165
земных лет.

Большинство планет вращаются
вокруг своей оси в том же направлении, что и Солнце. Исключение составляют
Венера и Уран, при этом Уран вращается почти «лежа на боку» (наклон
оси около 90°). Для демонстрации вращения используется специальное устройство —
теллур.

Многие модели Солнечной
системы условно показывают орбиты планет с равными интервалами, но в
реальности, за редким исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем
больше расстояние между его орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например,
Венера находится примерно в 0,33 часа утра дальше Солнца, чем Меркурий, в то
время как Сатурн находится в 4,3 часа утра дальше Юпитера, а Нептун в 10,5 часа
утра дальше Урана. Были попытки вывести корреляцию между орбитальными
расстояниями (как правило Титиуса-Боде), но ни одна из теорий не увенчалась
успехом.

Орбиты объектов вокруг солнца
описаны законами Кеплера. По их мнению, каждый объект относится к эллипсу, один
из трюков — солнце. Объекты, расположенные ближе к Солнцу (с меньшей полуосью),
имеют более высокую угловую скорость вращения, поэтому орбитальный период (год)
короче. На эллиптической орбите расстояние объекта от солнца изменяется в
течение года. Ближайшая к Солнцу точка на орбите объекта называется перигелием,
крайняя точка — конусом. Каждый объект движется быстрее всего в своем перигелии
и медленнее всего в своей привязанности. Орбиты планет близки к кругу, но
многие кометы, астероиды и объекты в поясе Койпера имеют значительно
расширенные эллиптические орбиты.

Большинство планет Солнечной
системы имеют собственные подчиненные системы. Многие из них окружены
спутниками, некоторые из которых больше, чем Меркурий. Большинство крупных
спутников находятся в режиме синхронного вращения, с одной стороны, обращенной
к планете все время. Даже четыре крупнейшие планеты, газовые гиганты, имеют
кольца, тонкие полосы мельчайших частиц, которые вращаются очень близко друг к
другу в почти синхронном движении.

Орбита и радиус

Орбита планеты Земля расположена между орбитами двух других объектов земного типа — Венеры и Марса. Расстояние до ближайшей к нам Венеры колеблется от 38 до 260 млн. км.  Солнце же удалено от нас в среднем на 150 млн. км.

Время, за которое Земля совершает оборот вокруг своей оси и полный оборот по своей эллиптической орбите, известно всем ее жителям. Это 24 часа (23 часа 56 минут 4,1 секунды) и 365,25 суток соответственно. Сама орбита Земли имеет длину порядка 940 млн. км., и она движется по своему пути с запада на восток со скоростью около 108 тыс. км/ч.

Ось вращения наклонена к
плоскости орбиты под углом 23,4°, поэтому поток солнечного света неравномерно
попадает на земную поверхность в течение суток в разные периоды года. Это
обусловливает смену дня и ночи, а также сезонность климата.

Физические характеристики Земли

Основные физические
параметры третьей от Солнца планеты:

• Площадь поверхности – 510 млн. кв.км, при этом чуть больше 70% площади приходится на моря и океаны;
• Масса планеты Земля – 5,9*1024 кг;
• Средняя плотность – 5,6 г/куб. см (самая плотная из всех тел земного типа);
• Экваториальный диаметр — планеты Земля – 12,75 тыс. км, а средний радиус – 6371 км. Длина окружности по экватору – 40,1 тыс. км.

Наша планета, в отличие от ее художественных изображений, не имеет идеально круглой формы. Она представляет собой неправильную сферу, немного сжатую у полюсов. Из-за преобладания Мирового океана над сушей на снимках из космоса она имеет голубой цвет, за что была прозвана «голубой планетой».

Вариант [ править ]

Масса Земли непостоянна и зависит как от увеличения, так и от потерь из-за аккреции падающего материала, включая микрометеориты и космическую пыль, а также потери водорода и гелия соответственно. Комбинированный эффект представляет собой чистую потерю материала, оцениваемую в 5,5 × 10 7  кг (5,4 × 10 4 длинных тонн ) в год. Эта сумма составляет 10 — 17 от общей массы Земли. Править5,5 × 10 7  кг годовой чистой потери в основном вызваны потерей 100 000 тонн из-за атмосферного выброса и в среднем 45 000 тонн, полученными из-за падающей пыли и метеоритов. Это находится в пределах погрешности массы 0,01% (6 × 10 20  кг ), поэтому на расчетное значение массы Земли этот фактор не влияет.

Потеря массы происходит из-за выхода газов из атмосферы. Около 95 000 тонн водорода в год (3 кг / с ) и 1600 тонн гелия в год теряются в результате утечки в атмосферу. Основным фактором увеличения массы является падающий материал, космическая пыль , метеоры и т. Д., Которые вносят наибольший вклад в увеличение массы Земли. Сумма материала оценивается вОт 37 000 до 78 000  тонн в год, хотя это может значительно варьироваться; Возьмем крайний пример, ударный элемент Chicxulub , с оценкой средней массы2,3 × 10 17  кг , добавили 900 миллионов раз , что годовой объем dustfall к массе Земли в одном случае.

Дополнительные изменения массы происходят из-за принципа эквивалентности массы и энергии , хотя эти изменения относительно незначительны. Потеря массы из-за сочетания ядерного деления и естественного радиоактивного распада оценивается в 16 тонн в год. необходима цитата

Дополнительные потери космических аппаратов на траекториях ухода оцениваются в65 тонн в год с середины 20 века. Земля потеряла около 3473 тонн за первые 53 года космической эры, но в настоящее время тенденция к снижению. необходима цитата

Геодезия

Геоид

Для правильного изучения размеров и формы Земли используется геодезия, отрасль науки, ответственная за измерение размера и формы Земли с помощью обследований и математических расчетов.

На протяжении всей истории, геодезия была важной отраслью науки, так как ранние ученые и философы пытались определить форму Земли. Аристотель — первый человек, которому приписывают попытку рассчитать размер Земли и, следовательно, ранний геодезист

Затем последовал греческий философ Эратосфен, оценивший окружность Земли в 40 233 км, что лишь немного больше принятого в наши дни измерения.

Чтобы исследовать Землю и использовать геодезию, исследователи часто ссылаются на эллипсоид, геоид и референц-эллипсоид. Эллипсоид является теоретической математической моделью, которая показывает гладкое, упрощенное представление о поверхности Земли. Он используется для измерения расстояний на поверхности без учета таких факторов, как изменения высоты и формы рельефа

С учетом реальности земной поверхности, геодезисты используют геоид — модель планеты, которая строится с помощью глобального среднего уровня моря и, следовательно, принимает во внимание перепады высот

Основой геодезии на сегодняшний день являются данные, которые выступают в качестве ориентиров для глобальных геодезических работ. Сегодня такие технологии, как спутники и глобальные системы позиционирования (GPS), позволяют геодезистам и другим ученым делать чрезвычайно точные измерения поверхности Земли. На самом деле они настолько точны, что позволяют получать данные о поверхности Земли с точностью до сантиметров, обеспечивая наиболее точные измерения размера и формы Земли.

Мне нравится3Не нравится1

Практические исследования с малыми массами

С целью определения массы планеты, ученые взяли всего лишь небольшой (в сравнении с весом Земли) груз, после чего подвесили его на тросе и замерили максимально точное положение в пространстве. К грузу, неподвижно повешенному на тросе, подсоединяется тонна металла (в эталонном весе). Как груз, так и металл постепенно начали притягиваться друг к другу.

В процессе притяжения, груз на некоторую величину отклонился от своего первоначального положения. Величина отклонения составила в пределах миллионной части сантиметра, именно по этой причине необходимо было максимально точно и практично делать измерения.

После того, как была определена величина текущего отклонения грузов, исследователи смогли приступить к аналитическому исчислению необходимого веса планеты. Для этого потребовалось всего лишь установить, какой является сила притяжения между нашей планетой и этим грузом, а также между грузом и самим металлом.

Как менялись представления о колыбели человечества

В древности людям планета, на которой они жили, казалась плоской и размещённой на спинах трёх китах (слонов) и громадной черепахи. Такое представление автоматически наделяло её физическими краями.

В Средние века постепенно стала проясняться форма, размеры и вес планеты. Обобщив все сведения до него, Джордано Бруно установил, что она круглая, за что инквизиция сожгла его на костре. Этот факт позже подтвердил своим кругосветным путешествием мореплаватель Фернан Магеллан.

Первым узнать размеры обители людей пытался учёный из Древней Греции Эрастосфен. Он измерял длину тени от шеста в различных греческих полисах, и сравнивал показания. На их основе он вывел зависимость и вычислил её объём.

Многое в этом направлении сделал Г. Галилей в 17 веке открытием закона свободного падения, а также И. Ньютон – автор закона о гравитации, который позволял вычислить силу, с которой один предмет притягивается ко второму.

Первым в 1774 г. узнал сколько Земля весит в тоннах учёный из Шотландии Н. Мэкелин, равной 5,879 секстиллионам т. Правда сегодня эта величина возросла до почти 6 секстиллионов из-за того, что ежегодно на планету оседает космическая пыль в количестве до 30 тыс. т.

Мера энергии есть, веса нет

У всех физических предметов есть конкретные свойства, в частности источник тяготения и вес. Вопрос же: сколько весит планета Земля, не имеет смысла. На первый взгляд это кажется странным, но ничего не вероятного в этом нет. Наша планета несётся в космическом пространстве в режиме свободного падения, когда понятие веса физически теряется. А вот количество материи у неё всегда присутствует, и она представляется немалым.

Проще всего определить, какая масса Земли, если использовать гравитационную зависимость. Небольшой груз подвешивается на нити и по соседству располагается массивный предмет. Согласно закону Ньютона, лёгкий груз отклонится от вертикали и расстояние между телами уменьшится на небольшую величину. Измерив это сокращение, можно вычислить источник тяготения планеты, т. к. ускорение земного притяжения известно и равно 9,81 м/сек2.

Термины

• Вес – сила на объекте, создаваемая гравитацией между ним и Землей.
• Гравитационная сила – относительно слабая фундаментальная сила притяжения, действующая между всеми частицами, обладающими массами.
• Точечная масса – теоретическая точка с назначенной массой.

Каждая вселенская точка приманивает другую точечную массу при помощи силы, прямо пропорциональной их массам и пребывающей в обратной пропорциональности квадрату дистанции между ними. Это выражается в формуле:

, где F – сила между массами, G – гравитационная постоянная, m₁ – первая масса, m₂ – вторая масса, r – дистанция между массовыми центрами.

Если объекты обладают пространственной протяжностью, то гравитацию вычисляют через суммирование вкладов условных точечных масс. Когда массы становятся бесконечно малыми, это вызывает интеграцию силы по экстентам двух объектов.

Поэтому объект со сферически-симметрическим распределением массы создает такое же гравитационное воздействие на внешние тела, как если бы вся масса была сконцентрирована в центральной части.

Можно использовать теорему оболочки Ньютона для вычисления гравитации. Она отображает как разные части распределения масс воздействуют на гравитацию, измеренную в точке, расположенной на дистанции r от центра распределения масс:

• если часть массы расположена в радиусах r<r, то создает туже силу при r, как если бы вся масса концентрировалась в центре.
• если часть массы пребывает в радиусах r>r, то нет никакой чистой гравитационной силы. Есть отдельные гравитационные силы, которые взаимно компенсируют друг друга.

В итоге, в оболочке с одинаковой толщиной и плотностью нет никакого гравитационного ускорения. Также внутри однородной сферы гравитация возрастает линейно с расстоянием от центра. Увеличение в 1.5 раз уменьшается из-за большой дистанции от центра. Поэтому, если у сферически-симметричного тела есть однородное ядро и равномерная мантия и плотность, то гравитация сначала уменьшается наружу, а затем снова растет, пока не превысит показатели на границе между ядром и мантией.

Введение в равномерное круговое движение и гравитацию	Кинематика равномерного кругового движения Динамика равномерного кругового движения Осуществление виражей на изогнутом шоссе
Неравномерное круговое движение
Скорость, ускорение и сила	Вращательный угол и угловая скорость Центростремительное ускорение Центростремительная сила
Типы сил в природе	Приливы Сила Кориолиса Другие геофизические применения
Закон универсальной гравитации Ньютона	Закон всемирного тяготения Гравитационное притяжение сферических тел: однородная сфера Вес Земли
Законы Кеплера	Первый закон Кеплера Второй закон Кеплера Третий закон Кеплера Орбитальные маневры Спутники
Гравитационно потенциальная энергия
Энергосбережение
Угловые и линейные величины

Будущее планеты

Наша жизнь зависит от поведения Солнца. Однако у каждой звезды есть свой эволюционный путь. Ожидается, что через 3.5 миллиардов лет оно увеличится в объеме на 40%. Это усилит поступление радиации, и океаны могут просто испариться. Затем погибнут растения, а через миллиард лет исчезнет все живое, а постоянная средняя температура закрепится на отметке в 70°C.

Через 5 миллиардов лет Солнце трансформируется в красного гиганта и сместит нашу орбиту на 1.7 а.е.

Художественная интерпретация земного будущего

Если просматривать всю земную историю, то человечество – это лишь мимолетная вспышка. Однако Земля остается важнейшей планетой, родным домом и уникальным местом. Можно лишь надеется, что мы успеем заселить иные планеты вне нашей системы до критического периода солнечного развития. Ниже можете исследовать карту поверхности Земли. Кроме того, на нашем сайте присутствует множество красивых фото планеты и мест Земли из космоса в высоком разрешении. С помощью онлайн телескопов с МКС и спутников можно бесплатно в режиме реального времени наблюдать за планетой.

Единица массы в астрономии [ править ]

Масса Земли оценивается в:

M⊕знак равно(5,9722±0,0006)×1024kграмм{\ displaystyle M _ {\ oplus} = (5.9722 \; \ pm \; 0,0006) \ times 10 ^ {24} \; \ mathrm {kg}},

что может быть выражено через массу Солнца как:

M⊕знак равно1332946.0487±0,0007M⊙≈3,003×10-6M⊙{\displaystyle M_{\oplus }={\frac {1}{332\;946.0487\;\pm \;0.0007}}\;\mathrm {M_{\odot }} \approx 3.003\times 10^{-6}\;\mathrm {M_{\odot }} }.

Отношение массы Земли к массе Луны было измерено с большой точностью. Текущая наилучшая оценка:

M⊕ML=81.3005678±0.0000027{\displaystyle M_{\oplus }/M_{L}=81.3005678\;\pm \;0.0000027}

Массы примечательных астрономических объектов относительно массы Земли

Объект	Масса Земли M ⊕	Ссылка
Луна	0,012 300 0371 (4)
солнце	332 946 0,0487 ± 0,0007
Меркурий	0,0553
Венера	0,815
земной шар	1	По определению
Марс	0,107
Юпитер	317,8
Сатурн	95,2
Уран	14,5
Нептун	17,1
Плутон	0,0025
Эрис	0,0027
Gliese 667 Cc	3.8
Кеплер-442б	1,0 — 8,2

Произведение G M _⊕ для Земли называется геоцентрической гравитационной постоянной и равно(398 600 441 0,8 ± 0,8) × 10 6  м 3 с -2 . Он определяется с использованием данных лазерной локации со спутников на околоземной орбите, таких как LAGEOS-1 . Произведение G M _⊕ также можно рассчитать, наблюдая движение Луны или период маятника на различных высотах. Эти методы менее точны, чем наблюдения искусственных спутников.

Относительная неопределенность геоцентрической гравитационной постоянной составляет всего 2 × 10 −9 , т. Е.В 50 000 раз меньше, чем относительная погрешность для самого M _⊕ . M _⊕ можно определить только путем деления произведения G M _⊕ на G , а G известно только с относительной неопределенностью4,6 × 10 −5 ( рекомендованное значение NIST 2014 г. ), поэтому M _⊕ в лучшем случае будет иметь такую ​​же неопределенность. По этой и другим причинам астрономы предпочитают использовать _{неуменьшенное} произведение G M _⊕ или отношения масс (массы, выраженные в единицах массы Земли или Солнечной массы ), а не массу в килограммах при сопоставлении и сравнении планетных объектов.

Мера энергии есть, веса нет

У всех физических предметов есть конкретные свойства, в частности источник тяготения и вес. Вопрос же: сколько весит планета Земля, не имеет смысла. На первый взгляд это кажется странным, но ничего не вероятного в этом нет. Наша планета несётся в космическом пространстве в режиме свободного падения, когда понятие веса физически теряется. А вот количество материи у неё всегда присутствует, и она представляется немалым.

Проще всего определить, какая масса Земли, если использовать гравитационную зависимость. Небольшой груз подвешивается на нити и по соседству располагается массивный предмет. Согласно закону Ньютона, лёгкий груз отклонится от вертикали и расстояние между телами уменьшится на небольшую величину. Измерив это сокращение, можно вычислить источник тяготения планеты, т. к. ускорение земного притяжения известно и равно 9,81 м/сек2.

Гипотеза расширяющейся планеты

Достаточно много дебатов в научных кругах вызвали споры относительно того, расширяется ли планета Земля, имеет ли место движение материков, или они располагаются на месте в неподвижном состоянии.

Следовательно, имеет ли место увеличение массы планеты в результате такого расширения и движения материков? С одной стороны можно отметить тот факт, что если проанализировать кромки континентов Африки, Европы, Америки, сложить их, можно получить единый континент.

Данные показатели подтверждаются математическими исследованиями, а результат позволяет наглядно демонстрировать некогда единство всех континентов. Следовательно, материки расширяются и движутся, а вместе с ними и изменяется сама форма планеты, увеличивается ее вес.

Еще одним доказательством этой гипотезы является сходство геологических структур кромок материка. Ответы на все эти вопросы с легкостью дает новая гипотеза тектонических плит, согласно которой расширение имеющихся океанов возникло в результате подтопления окраин материков.

P.S. Статья — сколько весит планета земля опубликована в рубрике — Познавательное.

Структура Земли

Разнообразие химического состава и активные геологические процессы привели к тому, что Земля имеет сложную многослойную структуру. Здесь космология тесно переплетается с космогонией — узнавая о том, как устроена наша планета, люди постигают глубины ее истории. На сегодняшний момент, Земля как астрономический объект разделяется на следующие компоненты:

• Планетная часть Земли — это твердая составляющая планеты, земля под нашими ногами. Без нее Земля с трудом бы существовала как космический объект — в тверди заложена самая большая часть ее массы. Кроме того, вращения ядра в центре Земли порождает магнитосферу — магнитное поле вокруг планеты. Наличие у Земли сильной магнитосферы выделяет ее среди всех внутренних планет Солнечной системы.
• На литосферу, верхнюю часть земной тверди, опираются два поверхностных слоя. Гидросфера, вся вода на планете, занимает больше 75% площади Земли, и заполняет громадные впадины между континентами, а также составляет многочисленные реки, озера и громадные ледники. Атмосфера, газовая оболочка, простирается на сотни километров ввысь над землей, и обеспечивает защиту от метеоритов и излучения. Кроме того, вода и воздух, переносимые атмосферой, постоянно меняют облик Земли.
• Особой составляющей Земли, распространенной во всех сферах планеты, является биосфера — общность всех живых организмов на планете. К ней принадлежим и мы с вами. Хотя в масштабах Вселенной жизнь кажется чем-то хрупким и недолговечным, она существует на Земле уже почти 3,8 миллиарда лет, серьезно изменив состав и облик планеты.

В статьях часто изображают Землю в разрезе. Но что будет, если планету и правда разрезать пополам?

Это разделение хотя и очевидное, но совсем молодое и неустойчивое — только в середине XX века ученые дошли до того, что материки двигаются. Поскольку глубина проникновения исследователей в тайны мира растет, революция в представлениях о Земле может произойти в любую минуту.

Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Земле:

Первая космическая скорость (v₁) на Земле равна 7,91 км/с.

Первая космическая скорость (круговая скорость) – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.

Первая космическая скорость определяется массой и радиусом небесного тела, а также высотой над его поверхностью.

Первая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

,

где

М – масса планеты, кг,

R – радиус орбиты, м,

R – радиус планеты, м,

h – высота над поверхностью планеты, м.

Вторая космическая скорость (v₂) на Земле равна 11,19 км/с.

Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость освобождения, скорость убегания) – это наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.

Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела.

Вторая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

.

Сколько весит Земля по сравнению с другими планетами

Как известно, в Земной группе планет наша родина является самой большой. Например, вес других планет значительно меньше: Венера имеет массу 0,815 от земного веса, масса Меркурия составляет 0,055, а Марса примерно 0,108.

И всё же газовые планеты в значительной степени превосходят нас по весовой категории. К примеру, Уран тяжелее в 14,5 раз, Нептун в 17,2 раза, а Сатурн в 95,1 раз. Но до Юпитера далеко им всем. Это, безусловно, победитель в данной номинации. Он, представьте себе, хотя бы попробуйте, тяжелее Земли в 317,8 раз!

Масса планет

Взвесить планету нереально. Ведь мы не можем положить её на чашу весов. Однако для наших учёных это совсем необязательно. Невозможное — возможно…

Изучение и исследование родного дома для человека не просто любопытство и принцип. Можно сказать, что это своего рода обязанность. Поскольку от знаний появляется понимание и представление обо всём, что нас окружает

А это важно для сохранения и поддержания жизни

Луна (спутник)

Единственный естественный спутник Земли — Луна. Диаметр Луны примерно равен 3 474,2 км.

Земля со своим спутником Луной

Это пятый по величине спутник в Солнечной системе, а самый крупный — Ганимед, спутник Юпитера. Расстояние от Земли до Луны составляет примерно 385 000 км.

Луна смягчает колебания нашей планеты вокруг своей оси и это приводит к относительно стабильному климату (т.е. смягчает наш климат и делает Землю более пригодной для жизни).

Также именно Луна вызывает приливы, что создают ритм, которым руководствовались люди на протяжении тысяч лет.

На данный момент учёные считают, что Луна образовалась при столкновении Земли с планетой Тейя (тело размером с Марс).

Ускорение свободного падения

Чтобы математически верно и красиво прийти к ускорению свободного падения, нам необходимо сначала ввести понятие силы тяжести.

Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.

Сила тяжести F = mg F — сила тяжести m — масса тела g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2, но подробнее об этом чуть позже.

На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, разница состоит лишь в точке приложения силы.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.

Также важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. А вес зависит еще и от ускорения, с которым движется тело или опора

Например, в лифте вес зависит от того, куда и с каким ускорением двигаются его пассажиры. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.

На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит, можем сказать, что это одно и то же. Практически.

Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения:

F = mg

F = G * (Mm/R2)

Приравниваем правые части:

mg = G * (Mm/R2)

Делим на массу левую и правую части:

g = G * (M/R2)

Это и будет формула ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально.

Формула ускорения свободного падения g = G * (M/R2) g — ускорение свободного падения [м/с2] M — масса планеты R — расстояние между телами G — гравитационная постоянная G = 6,67 × 10-11м3·кг-1·с-2

Ускорение свободного падения характеризует то, как быстро увеличивается скорость тела при свободном падении.

Свободное падение — это ускоренное движение тела в безвоздушном пространстве, при котором на тело действует только сила тяжести.

Зависимость для вычисления меры инертности «дома людей»

Для гравитационного взаимодействия сфер вслед за Ньютоном будем считать, что их вещество сосредоточено в центре. Теперь, какая масса Земли, можно вычислить с помощью классической теории тяготения Ньютона:

F = G⋅(m₁ * m₂ )/R2 , где, где

F – сила взаимного притяжения между телами;

G – гравитационная постоянная, составляющая 6,67408(31)·10−11 м³/(кг·с²);

m₁ и m₂  – взаимодействующие меры инертности;

R – расстояние меду телами.

Если одно количество материи представить земным, а другое – в виде шара весом 1 кг, тогда взаимодействие составит 9,8 кг × м/сек2. Радиус нашей обители равен 6,4 млн м. Подставив эти значения в вышеприведённую формулу, путём несложных вычислений, получим результат, равный 6 × 1024 кг. Такова масса Земли.