Сколько вы весили бы на Марсе? А на Юпитере? Это зависит от ряда факторов, и основные из них — это масса вашего тела и гравитационное поле этих планет. Но некоторые путают понятия веса и массы, хотя это совершенно разные вещи…

Даже в интернете, мне кажется, приводят некорректную информацию. Откройте практически любой сайт, где указывают ваш вес на разных планетах, и вы прочитаете что-то типа: «при вашем земном весе 75 кг, на Марсе вы будете весить 28 кг». Но как же так получается? 75 кг — это же масса вашего тела, и вот вдруг на Марсе она изменилась? Ведь масса — это же неизменная величина! Давайте кратко разберемся в этих определениях, при этом не особо вдаваясь в релятивистскую физику, а уж потом вернемся к планетам.

Как я уже сказал, масса — это неизменная величина, не зависящая от вашего местоположения и не зависящая от силы тяжести, действующей в том месте, где вы находитесь. Масса характеризует два свойства тела — она является мерой инертности тела (инертная масса), а также мерой, измеряющей возможность любого материального тела к гравитационному взаимодействию (тяжелая масса). Согласно Общей теории относительности, инертная и тяжелая массы в одном и том же поле тяготения равны (принцип эквивалентности). Основные единицы измерения массы — грамм, килограмм, центнер, тонна.

Теперь вес. Вес — это физическая сила или величина, с которой тело действует на опору, и которая возникает из-за гравитационного притяжения. В самом общем случае, когда вы находитесь в покое на поверхности планеты, вес равен силе тяжести, действующей на этой планете, и основная единица измерения веса — Ньютон.

Что же получается? Сила тяжести F (а значит и вес) на поверхности планеты определяется как mg, где m — масса вашего тела в кг, g — ускорение свободного падения в м/с^2. Ускорение свободного падения g из Закона всемирного тяготения Ньютона определяется как GM / r^2, где M — масса планеты в кг, r — радиус планеты (в Законе это расстояние между центрами двух притягивающихся тел, но в контексте определения силы тяжести на поверхности это расстояние равно радиусу этой поверхности), G — гравитационная постоянная Ньютона. Как видно, ускорение свободного падения для каждой планеты разное, зависящее от ее массы и радиуса. Подставите земные значения и получите ускорение свободного падения на Земле примерно 9,78 м/с^2.

Каков же теперь вес вашего тела на Земле? Не 75 кг! А 75 х 9,78 = 733,5 Н! Когда вы, например, выходите на орбиту вокруг планеты, то наступает момент, когда ваша скорость «вперед» в точности сравнивается с вашей скоростью «вниз».
этом случае вы находитесь в «вечном падении», но никогда не упадете, потому что ваша скорость такова, что кривизна планеты за определенный промежуток времени изменяется (точнее «уходит вниз» по отношению к вам) ровно на столько, на сколько вы «упали» за этот же промежуток времени. При этом, поскольку вы и корабль находитесь в одном гравитационном поле, то независимо от различия в ваших массах вы с кораблем будете «падать» с одинаковой скоростью — наступает состояние невесомости — ваш вес равен 0. Но масса вашего тела при этом никуда не делась, она по-прежнему равна 75 кг! А как же весы, на которых вы взвешиваетесь? Они же ведь показывают величину в килограммах — вашу массу. Весы измеряют вес тела и отшкалированы так, что показывают массу в килограммах.

Теперь перейдем к измерению нашего веса на разных планетах солнечной системы. Можно разными способами посчитать вес. Можно определить величину g для каждой планеты и умножать ее на массу вашего тела, получая при этом ваш вес на этих планетах. А можно, определив величины g, найти коэффициент (g / g^земное) для каждой планеты, и далее умножать этот коэффициент на земной вес. Но итог один, и получается примерно следующая картина (за ориентир берем массу 75 кг):

На Марсе и Меркурии вы будете обладать примерно одинаковым весом — 278 Н (при массе 75 кг). И корректно говорить, что обладая таким весом в условиях земной гравитации, ваша масса была бы равна примерно 28 кг! В условиях марсианской и меркурианской гравитаций мы чувствовали бы себя очень легко, и могли бы например совершать длинные прыжки или очень быстро бежать.

На карликовой планете Плутон ваш вес будет равен всего 44 Н. В условиях земной гравитации при таком весе вы обладали бы массой всего 4,5 кг! В условиях плутонианской гравитации вы подобны маленькой птичке, и любое неосторожное движение могло бы вас унести очень далеко.

Возьмем спутник Земли — Луну. На ней вы будете весить примерно 125 Н. На Земле с таким весом вы обладали бы массой 12,5 кг — тоже невесть что, чуть потяжелее чем на Плутоне, и тоже нужно следить за своими движениями.

На Сатурне, Уране и Венере (при условии, если на газовых планетах вы сможете найти твердую поверхность) вы будете обладать практически таким же весом как и на Земле — 660 Н. На Земле при таком весе масса вашего тела равна примерно 67 кг. Отличие всего несколько килограмм. Так что на этих планетах в плане вашего веса вы будете чувствовать себя вполне комфортно и в своей тарелке.

Впрочем, на Нептуне вам будет не намного хуже — ваш вес там будет равен примерно 836 Н, что соответствует вашей массе на Земле примерно 85,5 кг. Это незначительное утяжеление, и на Нептуне вы бы быстро привыкли к вашему новому весу.

А вот с Юпитером совсем худо — ваш вес на Юпитере будет равен 1687 Н! Обладая таким весом на Земле, ваша масса была бы равна 172,5 кг! Представьте, вы прилетели на Юпитер, и ваш вес утяжелился в 2,3 раза! С непривычки вы и ногой-то двинуть не сможете при вашем новом весе, да и вообще будете себя очень паршиво чувствовать и быстро домой запроситесь.

Ну а теперь, на закуску, совсем жесткач — светило наше, Солнце. Если абстрагироваться от того факта, что вы сгорите задолго до того, как приблизитесь к его поверхности, то ваш гипотетический вес на поверхности Солнца будет равен 20655 Н! Какой массой обладает тело на Земле весом в 20655 Н? Примерно 2,1 тонны! Представляете, по прилету на Солнце вас ожидает утяжеление в 28 раз! Строго говоря, как только вы прилетите туда, вас сразу же раздавит напрочь вашим же собственным весом, вот и всего делов. Не понос, так золотуха — не сгорел, так раздавило

И это еще не все. Мы забыли, что на Земле-то мы ходим без скафандра. А на остальных планетах без него никак! Поэтому ваш вес на остальных планетах смело умножайте примерно на коэффициент 2,5, это будет более справедливо. И получится, что на более-менее массивных планетах нам будет уже совсем некомфортно в плане собственного веса.

Кому интересно, легко сможет провести расчеты, подставляя свою массу. Также можно посчитать свой вес в даже более жестких условиях, чем на Солнце, например на нейтронной звезде.

Источник: ucrazy.ru

Меркурий

Масса Меркурия составляет одну двадцатую часть веса Земли. Радиоастрономические измерения этой планеты были впервые проведены в 1961 году американцами Ховардом, Барреттом и Хэддоком. В 70-е годы прошлого века и в 2011 году к Меркурию были направлены космические аппараты «Маринер» и «Мессенджер». На Меркурии мужчина весом 80 кг весил бы едва больше 30 кг.

Венера

Эту планету иногда называют «сестрой Земли», поскольку масса и размеры Венеры и Земли не слишком отличаются друг от друга. Венера лишь немногим меньше нашей родной планеты. Исследования советских ученых ракетно-космической корпорации «Энергия» им. Королева, направивших в 1967 году космический корабль «Венера-1», показали, что вес человека здесь не слишком отличался бы от земного. Вес 80 килограммов на Венере уменьшился бы до 72 с половиной кило.

Марс

Масса Марса составляет 10,7% от массы Земли. С 60-х годов прошлого века Марс активно изучается как нашими, так и зарубежными учеными. Сюда были направлены миссии «Марс» и «Фобос» (СССР), «Маринер», «Викинг» (США), «Мангальян» (Индия) и др.

Благодаря этим исследованиям мы знаем, что на Марсе вес человека, который на Земле равняется 80 кг, уменьшится до 30 кг.

Юпитер

Масса Юпитера составляет 318 земных масс. Изучить Юпитер, состав его атмосферы, массу и другие параметры удалось при помощи запуска космических аппаратов «Пионер» (СССР), «Вояджер» (США) и другие.

Вес человека (если он весит 80 кг) достиг бы здесь 189 кг. Нужно учесть, что вес дан для верхнего облачного слоя, а не для твердой поверхности, которая у Юпитера находится так глубоко, что ученым мало что известно о происходящих там процессах.

Сатурн

Масса этой планеты составляет 95 земных масс. В наши дни Сатурн исследовался при помощи космического телескопа «Хаббл», а так же программ запуска космических кораблей «Пионер» и «Вояджер».

На границе облачного слоя Сатурна вес любого тела приближается к земному, так 80 килограммов здесь превратятся в 73. Дело в том, что исследования показали чрезвычайно низкую плотность этой планеты. Она меньше плотности воды.

Уран

Исследования по программе «Вояджер-2» позволили ученым узнать, что масса Урана равна 14-ти земным массам. Однако, вследствие низкой плотности, вес человека на Уране мало отличался бы от его же веса на Земле. От 80-ти килограммов осталось бы 71 кг.

Нептун

Нептун имеет массу, равняющуюся 17-ти земным. На этом «газовом гиганте», настолько удаленном от Солнца, что иногда его называют «ледяной гигант», вес человека, равный на Земле 80 кг достиг бы 90 килограммов.

Плутон

Это крохотное небесное тело, масса которого составляет 0,0025 от массы Земли (то есть, легче Земли в 500 раз!) было открыто в 1930 году. Советские ученые еще в 1950-х годах высказали предположение, что Плутон не является планетой в строгом смысле, а относится к небесным телам, которые называют «карликовые планеты». В 2006 году Плутон утратил «титул» планеты и был причислен к группе карликовых планет.Человек, вес которого на Земле составляет 80 килограммов, на Плутоне весил бы всего 5 кило.

Источник: tchesnok.ru

Представим себе, что мы отправляемся в путешествие по Солнечной системе. Какова сила тяжести на других планетах? На каких мы будем легче, чем на Земле, а на каких тяжелее?  

Пока мы еще не покинули Землю, проделаем такой опыт: мысленно опустимся на один из земных полюсов, а затем представим себе, что мы перенеслись на экватор. Интересно, изменился ли наш вес?  

Известно, что вес любого тела определяется силой притяжения (силой тяжести). Она прямо пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату ее радиуса (об этом мы впервые узнали из школьного учебника физики). Следовательно, если бы наша Земля была строго шарообразна, то вес каждого предмета при перемещении по ее поверхности оставался бы неизменным. 

Но Земля — не шар. Она сплюснута у полюсов и вытянута вдоль экватора. Экваториальный радиус Земли длиннее полярного на 21 км. Выходит, что сила земного притяжения действует на экваторе как бы издалека. Вот почему вес одного и того же тела в разных местах Земли неодинаков. Тяжелее всего предметы должны быть на земных полюсах и легче всего — на экваторе. Здесь они становятся легче на 1/190 по сравнению с их весом на полюсах. Конечно, обнаружить это изменение веса можно только с помощью пружинных весов. Небольшое уменьшение веса предметов на экваторе происходит также за счет центробежной силы, возникающей вследствие вращения Земли. Таким образом, вес взрослого человека, прибывшего с высоких полярных широт на экватор, уменьшится в общей сложности примерно на 0,5 кг.

Теперь уместно спросить: а как будет изменяться вес человека, путешествующего по планетам Солнечной системы?

Наша первая космическая станция — Марс. Сколько же человек будет весить на Марсе? Сделать такой расчет нетрудно. Для этого необходимо знать массу и радиус Марса.

Как известно, масса «красной планеты» в 9,31 раза меньше массы Земли, а радиус в 1,88 раза уступает радиусу земного шара. Следовательно, из-за действия первого фактора сила тяжести на поверхности Марса должна быть в 9,31 раза меньше, а из-за второго — в 3,53 раза больше, чем у нас (1,88 * 1,88 = 3,53). В конечном счете она составляет там немногим более 1/3 части земной силы тяжести (3,53 : 9,31 = 0,38). Таким же образом можно определить напряжение силы тяжести на любом небесном теле.

Теперь условимся, что на Земле космонавт-путешественник весит ровно 70 кг. Тогда для других планет получим следующие значения веса (планеты расположены в порядке возрастания веса):

Плутон	4,5 Меркурий	26,5 Марс	26,5 Сатурн	62,7 Уран	63,4 Венера	63,4 Земля	70,0 Нептун	79,6 Юпитер	161,2 

Как видим, Земля по напряжению силы тяжести занимает промежуточное положение между планетами-гигантами. На двух из них — Сатурне и Уране — сила тяжести несколько меньше, чем на Земле, а на двух других — Юпитере и Нептуне — больше. Правда, для Юпитера и Сатурна вес дан с учетом действия центробежной силы (они быстро вращаются). Последняя уменьшает вес тела на экваторе на несколько процентов.

Следует заметить, что для планет-гигантов значения веса даны на уровне верхнего облачного слоя, а не на уровне твердой поверхности, как у земноподобных планет (Меркурия, Венеры, Земли, Марса) и у Плутона.

На поверхности Венеры человек окажется почти на 10% легче, чем на Земле. Зато на Меркурии и на Марсе уменьшение веса произойдет в 2,6 раза. Что же касается Плутона, то на нем человек будет в 2,5 раза легче, чем на Луне, или в 15,5 раза легче, чем в земных условиях.

А вот на Солнце гравитация (притяжение) в 28 раз сильнее, чем на Земле. Человеческое тело весило бы там 2 т и было бы мгновенно раздавлено собственной тяжестью. Впрочем, еще не достигнув Солнца, все превратилось бы в раскаленный газ. Другое дело — крошечные небесные тела, такие как спутники Марса и астероиды. На многих из них по легкости можно уподобиться… воробью!

Вполне понятно, что путешествовать по другим планетам человек может только в специальном герметичном скафандре, снабженном приборами системы жизнеобеспечения. Вес орбитальных  скафандров ок 120 кг (орлан МК, эксплуатируется С 2009г.), разрабатываются скафандры для иных небесных тел, так называемые космические, вес которых ок 200 кг. Поэтому приведенные нами значения веса космического путешественника на других планетах надо по меньшей мере утроить. Только тогда мы получим весовые величины, близкие к действительным.

Коротцев О.Н.           

( по материалам http://www.prosto-o-slognom.ru )

Источник: www.galaxy-science.ru

Чему равен вес на Марсе?

Сам по себе вес – это физическая сила, которая имеет направление (вектор приложения) и отражает то, как объект давит на опору (поверхность, на которой он стоит). Она выражается в Ньютонах. Но в повседневной жизни этим словом принято называть массу тела в килограммах, граммах, центнерах, тоннах и других подобных единицах измерения.

Формула веса – P = m * g, в которой m обозначает массу. Буква g – это ускорение свободного падения, которое показывает то, с какой силой нас притягивает к себе Земля.

Оно примерно равно 9,8 м/с^2 – такое округление вполне допустимо в вычислениях. Небольшая разница в значениях g возникает при изменении высоты – например при подъеме в гору. Также притяжение уменьшается по мере приближения к экватору. Но все эти колебания незначительны. Сильнее же всего гравитация изменяется в зависимости от планеты, на которой проводятся измерения. Именно из-за этого то, сколько весит человек на Земле, сильно отличается от его веса на Марсе.

Несмотря на то, что эту планету считают наиболее похожей на Землю среди всех объектов Солнечной системы, его атмосфера в десятки раз слабее земной. Она представляет собой лишь тонкую пленку, преимущественно состоящую из углекислого газа и покрывающую его поверхность. Очевидно, что на планете, не способной удержать возле себя плотный слой газа, гравитация также будет очень слабой – по крайней мере, значительно меньше земной. И такое предположение верно, так как сила притяжения на Земле намного больше, чем зафиксированная на Марсе. Гравитация на этой планете составляет всего лишь 3,711 м/с^2. Следовательно, и вес на Марсе будет намного меньше земного. Для сравнения, разница между земной и марсианской гравитацией составляет примерно 6,1м/с^2. Если же выразить эту разницу в процентах, то получится, что сила притяжения Марса составляет 37,9% от земной, то есть в 2,64 раза меньше.

Расчет марсианского веса

Представить разницу веса можно при помощи простого сравнения. Проведем мысленный эксперимент. Предположим, что у нас есть объект массовой в 100 килограмм. Легко подсчитать, что на Земле его вес составлять P = 100 кг * 9,8 м/с^2 = 980 Н. Это значит, что на земную поверхность это тело будет давить с силой в 980 Ньютонов – достаточно много. Теперь отправим тело на поверхность Марса и посмотрим, что произойдет с ним там. По той же формуле вычислим уже новую силу тяжести тела: P = 100 кг * 3,711 м/с^2 = 371,1 Н. Теперь взятый нами объект стал почти втрое легче. 371 Ньютонов – вес, который вполне под силу поднять обычному человеку. При изначальной массе в 100 кг это значимое изменение. В пересчете на Земные единицы измерения это объект, весящий около 37 килограмм.

Попробуем с помощью формулы рассчитать вес человека, земная масса которого – 60 килограмм.

P марс. = (60 кг : 9,8 м/с^2) * 3,711 м/с^2 = 22,72 кг.

В этой формуле мы делим массу тела на ускорение падения Земли и умножаем на его марсианский аналог, получая вес тела на Марсе. Можно представить более простой эквивалент формулы, приведенной выше, просто умножив ту же массу на разницу между g на Земле и Марсе в процентах:

P марс. = 60 кг * 37,9% = 22,74 кг

Таким образом получается, что на Марсе вес обычного взрослого человека становится меньше веса семилетнего земного ребенка.

Если же вы не хотите заниматься вычислениями самостоятельно, то можете воспользоваться калькулятором марсианского веса ниже. С помощью него произвести вычисление веса можно будет в любой момент.

Знания о силе притяжения и весе предметов на его поверхности очень важны для ученых. На данный момент их используют для того, чтобы планировать посадку аппаратов для исследования поверхности. Здесь неправильный расчет или его отсутствие может закончиться крушением и потерей связи с дорогостоящими марсоходами. А в будущем это пригодится и кораблям с землянами на борту. Также гравитация скажется на них и после высадки – от притяжения планеты зависит суточная норма нагрузки на тренажерах, которая нужна, чтобы предотвратить повреждение мышц. Таким образом, предварительные вычисления могут спасти здоровье колонистов.

Впрочем, в наши дни о Марсе стало известно так много, что теперь он захватывает умы не только ученых-астрономов и космонавтов. Вы тоже можете начать свою собственную марсианскую миссию, прочитав и о других интересных фактах, связанных с этой планетой.

Источник: MarsPlaneta.ru

МОЙ ВОЗРАСТ И ВЕС НА ДРУГИХ ПЛАНЕТАХ

Балмакова Маргарита

ГБОУ «Школа № 2065», 2 «А» класс,  г. Москва

[email protected]

Этой темой я заинтересовалась после того, как посетила Московский планетарий. Там я увидела весы, которые показывают, сколько бы человек весил на разных планетах. Я очень захотела узнать, как устроен Космос, и каким будет мой вес на Юпитере, Марсе и других планетах солнечной системы.

Цель: узнать, как и почему изменяется возраст и вес человека на других планетах.

Задачи:

• узнать из различных источников, почему вес и возраст человека разные на каждой планете.
• вычислить и сравнить свой возраст и вес на других планетах.

Объект исследования: возраст и вес человека

Предмет исследования: изменение возраста и веса на других планетах

Я узнала, что мой возраст на разных планетах разный. Земляне привыкли считать, что в сутках содержится 24 часа, однако на других планетах продолжительность суток намного отличается и зависит от времени, которое тратит планета на совершение полного оборота вокруг своей оси. А год на планете длится ровно столько, за сколько планета совершает полный оборот вокруг Солнца. У каждой планеты это время разное, поэтому получается, что на одних планетах год длиннее, а на других короче. [1]

А теперь я узнаю свой возраст на разных планетах.

При расчете своего возраста на разных планетах я использовала on-line калькулятор в интернете и получила следующие результаты (таблица 1):

Таблица 1

Меркурий	Венера	Земля	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун	Плутон
35,6 меркурианских лет	13,9 венерианских лет	8,5 земных лет	4,5марсианских лет	0,72 юпитерианских лет	0,29 сатурнианских лет	0,1 уранианских лет	0,05 нептунианских лет	0,034 плутонинских лет

 

Получается, что наибольшее количество лет мне было бы на Меркурии (почти 36 лет) и Венере (почти 14), а наименьшее на Плутоне (меньше, чем один год).

 

 

Следующим этапом я выясню, сколько бы я весила, если бы прилетала на каждую планету.

Я узнала, что мой вес зависит от силы притяжения между мной и планетой. А сила притяжения зависит от моей массы, массы Земли и расстояния между мной и центром Земли. Поскольку Земля намного больше, поэтому именно она притягивает меня, а не наоборот. И если подняться над поверхностью Земли (увеличить расстояние между собой и центром планеты), то мой вес уменьшится.

Например, Луна достаточно крупное космическое тело, однако ее масса меньше массы Земли в 80 раз. Поэтому и сила тяжести на ней значительно меньше. Если мы попадем на Луну, то вес нашего тела уменьшится, а если бы мы еще там захотели попрыгать, то нам удалось бы прыгнуть в 6 раз выше, чем на Земле! [2]

При определении своего веса на разных планетах я использовала on-line калькулятор в интернете и получила следующие результаты (таблица 2):

Таблица 2

Меркурий	Венера	Земля	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун	Плутон
9,8 кг	23,6 кг	26 кг	9,8 кг	61,5 кг	23,8 кг	23,1 кг	29,3 кг	1,7 кг

 

Из полученных расчетов я вижу, что мой самый большой вес был бы на планете Юпитер (61 кг), а самый маленький – на Плутоне (около 2 кг).

Заключение:

Изучение Космоса – это неотъемлемая часть любого человека. В современном мире мы не можем себе представить жизнь без телефонов, интернета, прогнозов погоды. В скором будущем, возможно, в Космос можно будет полететь даже школьнику, изучающему планеты. А может быть, там построят дома и гостиницы для Землян, и мы сможем побывать на разных планетах. Проделав свою работу, я поняла, что если мы полетим в путешествие по солнечной системе, то наш вес будет меняться на каждой планете, и если человек родится в одно и тоже время на разных планетах, то и возраст его будет разным. [3]

 

Литература:

1. В.А. Обручев, Космос. Большая детская энциклопедия
2. Е.П. Левитан, Астрономия
3. http://www.krugosvet/ru

 

 

Источник: nsportal.ru