Në kapërcyellin e shekujve 17 dhe 18, në Britani jetonte një shkencëtar, Isak Njutoni, i cili dallohej nga fuqitë e mëdha të vëzhgimit. Kështu ndodhi që pamja e kopshtit, ku mollët binin nga degët në tokë, e ndihmoi atë të zbulonte ligjin e gravitetit universal. Çfarë force e bën fetusin të lëvizë më shpejt dhe më shpejt në sipërfaqen e planetit, sipas çfarë ligjesh ndodh kjo lëvizje? Le të përpiqemi t'u përgjigjemi këtyre pyetjeve.
Dhe nëse këto pemë molle, siç premtonte dikur propaganda sovjetike, do të rriteshin në Mars, si do të ishte ajo vjeshtë atëherë? Përshpejtimi i rënies së lirë në Mars, në planetin tonë, në trupa të tjerë të sistemit diellor… Nga çfarë varet, çfarë vlerash arrin?
Përshpejtimi i rënies së lirë
Çfarë është e jashtëzakonshme në lidhje me Kullën e famshme të Pizës? Anim, arkitekturë? Po. Dhe është gjithashtu e përshtatshme të hedhësh objekte të ndryshme prej saj, gjë që bëri eksploruesi i famshëm italian Galileo Galilei në fillim të shekullit të 17-të. Duke hedhur poshtë lloj-lloj gizmos, ai vuri re se topi i rëndë në momentet e para të rënies lëviz ngadalë, më pas i rritet shpejtësia. Studiuesi u interesua për ligjin matematikor sipas të cilitndodh ndryshimi i shpejtësisë.
Masjet e bëra më vonë, përfshirë nga studiues të tjerë, treguan se shpejtësia e trupit në rënie:
- për 1 sekondë rënie bëhet e barabartë me 9,8 m/s;
- në 2 sekonda - 19,6 m/s;
- 3 – 29,4 m/s;
- …
- n sekonda – n∙9,8 m/s.
Kjo vlerë prej 9,8 m/s∙s quhet "përshpejtim i rënies së lirë". Në Mars (Planet i Kuq) apo në një planet tjetër, nxitimi është i njëjtë apo jo?
Pse është ndryshe në Mars
Isaac Newton, i cili i tha botës se çfarë është graviteti universal, ishte në gjendje të formulonte ligjin e nxitimit të rënies së lirë.
Me përparimet në teknologji që e kanë ngritur saktësinë e matjeve laboratorike në një nivel të ri, shkencëtarët kanë mundur të konfirmojnë se përshpejtimi i gravitetit në planetin Tokë nuk është një vlerë kaq konstante. Pra, në pole është më e madhe, në ekuator është më e vogël.
Përgjigja për këtë gjëegjëzë qëndron në ekuacionin e mësipërm. Fakti është se globi, në mënyrë rigoroze, nuk është një sferë. Është një elipsoid, pak i rrafshuar në pole. Distanca nga qendra e planetit në pole është më e vogël. Dhe si ndryshon Marsi në masë dhe madhësi nga globi… Përshpejtimi i rënies së lirë në të do të jetë gjithashtu i ndryshëm.
Përdorimi i ekuacionit të Njutonit dhe njohurive të përbashkëta:
- masa e planetit Mars − 6, 4171 1023 kg;
- diametri mesatar − 3389500 m;
- konstanta gravitacionale − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Nuk do të jetë e vështirë të gjesh përshpejtimin e rënies së lirë në Mars.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3,71 m/s2.
Për të kontrolluar vlerën e marrë, mund të shikoni në çdo libër referimi. Përkon me tabelën, që do të thotë se llogaritja është bërë saktë.
Si lidhet nxitimi për shkak të gravitetit me peshën
Pesha është forca me të cilën çdo trup me masë shtyp në sipërfaqen e planetit. Ai matet në njuton dhe është i barabartë me produktin e masës dhe përshpejtimin e rënies së lirë. Në Mars dhe në çdo planet tjetër, sigurisht, do të jetë ndryshe nga toka. Pra, në Hënë, graviteti është gjashtë herë më pak se në sipërfaqen e planetit tonë. Kjo madje krijoi disa vështirësi për astronautët që u ulën në një satelit natyror. Doli të ishte më i përshtatshëm për të lëvizur, duke imituar një kangur.
Pra, siç u llogarit, nxitimi i rënies së lirë në Mars është 3,7 m/s2, ose 3,7 / 9,8=0,38 e Tokës.
Dhe kjo do të thotë se pesha e çdo objekti në sipërfaqen e Planetit të Kuq do të jetë vetëm 38% e peshës së të njëjtit objekt në Tokë.
Si dhe ku funksionon
Le të udhëtojmë mendërisht nëpër Univers dhe të gjejmë përshpejtimin e rënies së lirë në planetë dhe trupa të tjerë hapësinorë. Astronautët e NASA-s planifikojnë të ulen në një nga asteroidët brenda dekadave të ardhshme. Le të marrim Vesta, asteroidi më i madh në sistemin diellor (Ceres ishte më i madh, por së fundi u transferua në kategorinë e planetëve xhuxh, "të promovuar në gradë").
g Vesta=0,22 m/s2.
Të gjithë trupat masivë do të bëhen 45 herë më të lehta. Me një gravitet kaq të vogël, çdo punë në sipërfaqe do të bëhet problem. Një hov ose kërcim i pakujdesshëm do ta hedhë menjëherë astronautin disa dhjetëra metra lart. Çfarë mund të themi për planet për nxjerrjen e mineraleve në asteroide. Një ekskavator ose pajisje shpimi fjalë për fjalë do të duhet të lidhet me këta shkëmbinj hapësinor.
Dhe tani ekstremi tjetër. Imagjinoni veten në sipërfaqen e një ylli neutron (një trup me masën e diellit, ndërsa ka një diametër prej rreth 15 km). Pra, nëse në një mënyrë të pakuptueshme astronauti nuk vdes nga rrezatimi jashtë shkallës i të gjitha vargjeve të mundshme, atëherë para syve të tij do të shfaqet fotografia e mëposhtme:
g n.stars=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Një monedhë me peshë 1 gram do të peshonte 240 mijë tonë në sipërfaqen e këtij objekti unik hapësinor.
