Плотность планеты
Плотность — это физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.
Плотность планеты Земля = 5500 кг/м3.
Рассчитать плотность можно с помощью этой онлайн программы плотности (если известна масса и объем).
Любые данные по плотности важны в научных и практических работах.
— выполнение прикладных расчетов
— оценка влияния плотности на объект исследования
В проектной деятельности любое решение должно подтверждаться научно подтвержденными данными.
Использование данных по плотности целесообразно для выполнения прикладного расчета или задачи.
На этой странице представлена основная простейшая информация о плотности. Точное значение плотности зависит от температуры и давления. В нашей проектной организации вы можете заказать расчет плотности для любого материала.
Определить плотность шарообразной планеты, если вес тела на полюсе в 2 раза больше
Определить плотность шарообразной планеты, если вес тела на полюсе в 2 раза больше, чем на экваторе. Период вращения планеты вокруг своей оси 2 ч 40 мин.
Задача №2.5.15 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Решение задачи:
Тело на экваторе вращается вместе с планетой по окружности радиуса \(R\) (радиус планеты). Применим второй закон Ньютона:
Тело на полюсе лежит на оси вращения планеты, поэтому оно вращается лишь вокруг себя. Первый закон Ньютона для этого тела даст такое равенство:
По третьему закону Ньютона сила реакции опоры (\(N_э\) и \(N_п\)) равна весу тела (\(P_э\) и \(P_п\) соответственно). Учтите, что эти силы хоть и равны по величине, но противоположны по направлению и приложены к разным телам. С учетом этого запишем равенства (1) и (2) в такой системе:
Поделим нижнее равенство на верхнее. Так как \(P_п=2P_э\), то получим:
Поскольку в задаче нужно узнать среднюю плотность планеты \(\rho\), то запишем такие формулы: во-первых, формулу определения ускорения свободного падения \(g\) на поверхности планеты, во-вторых, формулу определения массы через плотность и объем, в-третьих, формулу определения объема шара.
Подставив (6) в (5), а полученное в (4), получим:
Чтобы выразить центростремительное ускорение \(a_ц\) через период вращения планеты \(T\) запишем такие формулы: формулу определения ускорения \(a_ц\) через угловую скорость \(\omega\) и формулу связи последней с периодом вращения \(T\).
Подставим выражения (7) и (8) в ранее полученное равенство (3):
Переведем данный в условии период вращения \(T\) в систему СИ (в секунды):
\[T = 2\;ч\;40\;мин = 2 \cdot 3600 + 40 \cdot 60\; с = 9600\; с\]
Ответ: 3,07 г/см 3 .
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
О массах и плотностях планет
Планеты Солнечной системы. Авторы и права: CC0 Public Domain.
То, что планеты Солнечной системы значительно различаются по своему размеру, является хорошо известным фактом.
Так, например, планеты внутренней части нашей системы имеют меньшие размеры, но являются более плотными, чем газовые или ледяные гиганты, располагающиеся во внешней части Солнечной системы. А в ряде случаев, планеты могут быть даже меньше, чем некоторые спутники. Однако размер планеты не обязательно пропорционален его массе.
Спасибо за интерес к сайту!
Вы можете поддержать проект “Вселенная Сегодня” удобным для вас способом:
5599 0020 1641 0583
9112 3930 4027 6490
Z215342785781
Таким образом, в то время как Меркурий может быть меньше по размеру, чем спутник Юпитера Ганимед или спутник Сатурна Титан, он более чем в два раза массивнее этих спутников. И в то время как Юпитер в 318 раз массивнее Земли, его радиус лишь в 11,21 раза больше земного.
Давайте пройдёмся по каждой из планет и посмотрим, насколько они различаются.
Меркурий
Со средним диаметром 4879 километров (3031,67 миль) Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы. Он также является второй (после Земли) по плотности планетой: 5,427 г/см 3 .
Меркурий, как и другие планеты земной группы состоит из силикатных пород и минералов, а также железного ядра, которое в отличии от других планет является аномально большим по отношению к коре и мантии. Таким образом масса Меркурия составляет около 0,330*10 24 кг., что эквивалентно 0,055 массы Земли. Сила меркурианского притяжения составляет всего 3,7 м/с 2 .
Меркурий. Авторы и права: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington.
Венера
Венера, которая из-за сходства состава, размера и массы порой часто именуется “сестрой Земли” имеет плотность 5,243 г/см 3 . Она является второй планетой от Солнца, а её средний радиус составляет примерно 6050 километров (3759,3 миль). Таким образом масса планеты достигает 4,87*10 24 кг., что эквивалентно 0,815 массы Земли. Учитывая плотность и размеры, сила тяжести на Венере сопоставима с Земной и равна примерно 8,87 м/с 2 .
Венера в реальных цветах. Фото получено зондом Mariner. Исходные изображения находятся в общественном достоянии. Авторы и права: NASA / Ricardo Nunes.
Земля
Как и другие планеты внутренней части Солнечной системы, Земля также состоит из металлов и силикатов. Со средним радиусом 6371 километров (3 958 миль) и средней плотностью 5,514 г/м 3 , она является наиболее крупной и самой плотной, из планет земной группы. Масса Земли достигает 5,97*10 24 кг., а сила земного притяжения, как все вы знаете равна 9,8 м/с 2 .
Марс является третьей по величине планетой земной группы. Как и другие, Марс состоит из металлов и силикатных пород, но в то время как он примерно в два раза меньше Земли (со средним диаметром 6792 километров, или 4220 миль), его масса составляет всего одну десятую массы Земли.
Короче говоря, Марс имеет массу 0,642*10 24 кг., или примерно 0,11 массы Земли. Учитывая размеры и плотность (составляющую 3,9335 г/см 3 ) сила притяжения на Марсе не превышает 3,8 м/с 2 .
Марсоход “Curiosity” получил этот автопортрет 23 января 2018 года, когда он находился на склонах горы Шарп. Авторы и права: NASA JPL-Caltech.
Юпитер
Юпитер является самой крупной планетой в Солнечной системе. Учитывая то, что его средний диаметр равен 142984 километров, в нём могут поместиться все другие планеты нашей системы (кроме Сатурна). Однако с массой 1898*10 24 кг., Юпитер почти в 2,5 раза массивнее всех других планет в Солнечной системе вместе взятых. Тем не менее, как газовый гигант, он имеет более низкую общую плотность, чем планеты земной группы. Его средняя плотность равна 1,326 г/см 3 .
Сатурн
Сатурн является вторым по величине газовым гигантом; и со средним диаметром 120536 километров, он всего лишь немного меньше, чем Юпитер. Тем не менее, он значительно менее массивен, чем его двоюродный брат Юпитер. С массой 569*10 24 кг. Сатурн в 95 раз массивнее Земли, однако его плотность составляет всего 0,687 г/см 3 . Сатурн является единственной планетой в Солнечной системе, которая имеет меньшую плотность, чем вода (1 г/см 3 ).
Облака Сатурна. Авторы и права: NASA / Cassini.
Средний диаметр Урана равен 120536 километров, он является третьей по величине планетой в Солнечной системе. С массой 86,8*10 24 кг., Уран – это четвёртая наиболее массивная планета. Средняя плотность, таким образом, достигает 1,271 г/см 3 .
Нептун
Нептун примерно в четыре раза больше Земли (диаметр 49528 километров), а его масса равна 102*10 24 кг. Таким образом плотность Нептуна больше, чем плотность любого из газовых гигантов (1,638 г/см 3 ).
Исходя из вышесказанного, вы можете увидеть, что массы планет Солнечной системы значительно варьируются. Но если мы говорим о плотности, то она не всегда пропорциональна размерам. Короче говоря, в то время как некоторые планеты могут быть всего в несколько раз больше, чем другие, они при этом могут быть во много и много раз более массивными.
Понравилось? Расскажи друзьям:
Вы могли пропустить:
Встречайте китайский марсоход “Чжуронг”
Астрономы наблюдают необычные затемнения молодой звезды
Вселенная может быть на 1,2 миллиарда лет моложе
Комментарии 4
Интересная получается ситуация: астрономы размеры скалистых планет (Марса, Земли, Венеры и Меркурия), а также спутников Юпитера и Сатурна измеряют по поверхности твёрдой агрегатной фазы вещества, игнорируя, не учитывая протяжённость атмосферы таких планет и спутников больших планет газовых гигантов.
Но размеры планет газовых гигантов измеряют по границы внешних облаков в их атмосферах. И размеры звёзд, в частности Солнца, измеряют по видимой внешней границе их фотосфер-атмосфер.
Автор публикации ошибся с обозначением диаметра Сатурна и Урана: привёл абсолютно одинаковую величину 120536 км.
Мне интересна общая шкала массы и средней плотности вещества планет (и относительно крупных спутников планет) и звёзд.
Потому что в моей модели вселенной объём пространства неплотной материи вакуума и эфира космоса и масса плотной материи вещества равно пропорционально расту на Объёмно-массовую Постоянную хаббла: 6,9*10^-18 в секунду, то есть, удваиваются за период времени около 3,173 миллиардов лет.
Исключена гипотеза Большого Взрыва.. Вселенная всегда была и всегда будет существовать, мульти локально прирастая объёмом пространства неплотной материей вакуума, электростатики и магнетизма эфира микроскопическими большими взрывами.из каждого нейтрона, протона, ядра атома и электрона. И половина от прирастающего объёма пространства космоса порциями по 4-5,5 кубических метров самофокусируются и сжимаются в объёмы пространства по 10^-47 — 10^-46 кубических метров плотной материи новых атомных единиц массы в форме новых нейтронов.
Это значит, что астероиды могут вырастать в скалистые планеты , которые вырастают в планеты газовые гиганты, которые вырастают в звёзды коричневые карлики и т.д.
Естественно какие-то космические объекты сталкиваются и раскалываются на осколки, а также сливаясь в один объект. Газово-пылевые облака, наверное могут фрагментироваться и сжиматься в какие-то космические объекты. Но больше вероятность, что рассеиваются и постепенно конденсируются на затравочные камни, льдинки и так намораживаются в кометы с их веществом из льда и вмороженной пыли.
Никогда не осуществлялся приказ на сотворение вселенной отданный в 1927 году аббатом Жоржем Леметром на совершения 14 миллиардов лет назад одного-единственного супер большого Большого Взрыва рождения из ничего сразу всей массы вещества и всей энергии и некоторого первичного объёма пространства вакуума и эфира космоса вселенной.
Просто потому что вселенная всегда была и всегда будет существовать. Ведь вселенная самодостаточна работой процесса своего бытия с коэффициентом полезного действия 1,0000000000000000069 в секунду, который можно назвать Объёмно-Массовой Постоянной Хаббла.
Доказательством этого является достоверно наблюдаемый астрономами рост объёма пространства. Это отражают Линейной Постоянной Хаббла: 2,3*10-18 в секунду, то есть 1,0000000000000000023 в секунду.
Вероятно, в грамме любого вещества рождается около 4,155 миллионов новых нейтронов в секунду. Почти все эти нейтроны в относительно холодном веществе включаются в состав ядер атомов разных изотопов разных элементов…
Сравнительная диаграмма масс планет Солнечной системы. Масса Юпитера составляет 71 %, а масса Сатурна 21 % от суммарной массы всех планет. Масса планет земной группы весьма незначительна, у Меркурия она составляет всего 0,1 %, что в данном масштабе не видно.