Hmotnost Země

Naši planetu Zemi zkoumali a zkoumali vědci v průběhu historie. Jednou z nejpozoruhodnějších věcí na planetě je zemská hmota. Protože se jedná o něco, co nelze měřit přímo, jsou nutné různé metody nepřímého měření.

Z tohoto důvodu se chystáme věnovat tento článek, abychom vám řekli vše, co potřebujete vědět o hmotnosti Země, jak ji dokázali vypočítat a jaké má vlastnosti.

Planeta Země a její vlastnosti

Je to třetí planeta sluneční soustavy, počínaje Sluncem, mezi Venuší a Marsem. Podle našich současných znalostí je jediná v celé sluneční soustavě, která ukrývá život. Jeho jméno pochází z latinského Terra, římského boha, starověkého řeckého ekvivalentu Gaia, spojovaného s plodností a plodností. Často se jí říká Tellus mater nebo Terra mater (Matka Země), protože všechno živé pochází z jejího lůna.

Od pradávna lidé snili o tom, že objeví hranice Země a prozkoumají všechny kouty Země. Starověké kultury věřily, že je nekonečný, jinak by mohl skončit pádem do propasti. I dnes se najdou lidé, kteří trvají na tom, že Země je placatá, že je dutá a další konspirační teorie.

Nicméně, Díky vědě a technologii máme nyní krásné snímky naší planety. Víme také, jak jsou tvořeny jeho vnitřní vrstvy a co tam bylo předtím, než se na jeho povrchu objevili lidé.

Původ a formace

Země vznikla asi před 4550 miliardami let. z materiálu, který tvoří zbytek sluneční soustavy, zpočátku jako hvězdný oblak plynu a kosmického prachu. Planetě trvalo 10 až 20 milionů let, než se zformovala, přičemž se kolem ní nahromadila oblaka plynu, jak se její povrch ochlazoval a vytvořil dnešní atmosféru.

Nakonec, díky prodloužené seismické aktivitě, pravděpodobně kvůli pokračujícímu vlivu meteorů, má Země nezbytné prvky a fyzikální podmínky nezbytné pro vznik kapalné vody.

Díky tomu může začít hydrologický cyklus, který pomůže planetě rychleji vychladnout na úroveň, kde může začít život. V průběhu času množství kapalné vody na povrchu způsobuje, že se naše planeta při pohledu z vesmíru jeví jako modrá.

Hmotnost Země

Země je pátou největší planetou sluneční soustavy a jedinou schopnou podporovat život. Je kulový s mírně zploštělými póly a průměrem 12.756 6.378,1 km v rovníkové výšce (XNUMX km poloměr na rovníku). Mít hmotnost 5,9736 x 10²⁴ kg a hustotě 5,515 g/cm3, nejvyšší ve sluneční soustavě. Má také gravitační zrychlení 9,780327 m/s2.

Stejně jako ostatní vnitřní planety jako Mars a Merkur je Země kamenná planeta s pevným povrchem a tekutým kovovým jádrem (díky teplu a tlaku vlastní gravitace), na rozdíl od jiných plynných planet, jako je Venuše nebo Jupiter. Jeho povrch se dělí na plynnou atmosféru, kapalnou hydrosféru a pevnou geosféru.

Jak byla vypočtena hmotnost Země?

Je zřejmé, že se to nedělá tak, že planetu uvedeme do rovnováhy. Alespoň ne v reálném měřítku. Bylo použito měřítko vesmíru Cavendishova stupnice. To bylo příjmení vědce, který jako první přesně změřil hmotnost Země.

Udělal to v roce 1798 a o 113 let později velký Isaac Newton (1643-1727) formuloval svůj Zákon univerzální gravitace (LGU) v roce 1685. O 189 let později namířil velký Galileo svůj dalekohled na oblohu. Udělal to v roce 1609. Henry Cavendish (1731-1810) překvapivě určil hmotnost naší planety, aniž by opustil svůj dům.

Ve skutečnosti se sotva dostal z lesa. Východní Cavendish byl to zasmušilý, zasmušilý a svérázný muž, ale skvělý. Teoreticky to začíná Newtonovým LGU, který nám říká, že „jakákoli dvě tělesa, považovaná za hmotu bodu, jsou k sobě přitahována silou, která přímo závisí na jejich hmotnosti násobené konstantou neznámé hodnoty, dnes známou jako gravitační konstanta. .. Tato konstanta je nepřímo úměrná druhé mocnině newtonovské vzdálenosti mezi nimi."

Jako obecné pravidlo použil nastavení, které částečně navrhl jeho přítel John Michell. Brilantní duchovní a bystrý geolog zemřel před provedením experimentu k určení hustoty Země. Z geologického hlediska jde o nejzajímavější řádově.  Tehdy Cavendish koupil své vybavení a nainstaloval je v jednom ze svých londýnských domů.

Stupnice a konstanty

Zařízení se skládá ze dvou olověných kuliček, 30 cm v průměru, zavěšené na ocelovém rámu a dvě malé kuličky o průměru 5 cm, zavěšené poblíž první koule a navzájem spojené jemnými měděnými dráty.

V zásadě jsou torzní váhy navrženy tak, aby měřily kroutící pohyb vytvořený v drátech gravitačním tahem na kladky, které je drží nad vodou, když se velké kuličky pohybují přes malé kuličky.

Problém je v tom, že gravitace je tak malá, že jakýkoli nepředvídatelný faktor by mohl výsledky zkreslit. Proto jej Cavendish provozuje na dálku. Aby blízkost výzkumníků nepřekážela při seřizování zařízení, použil dalekohled, který nainstaloval mimo místnost. Použil ji ke čtení přesné stupnice, osvětlené úzkým paprskem světla vycházejícím zvenčí místnosti.

Bavíme se o citlivosti v řádu 0,025cm, což není vůbec špatné. Velmi jemný experiment. Podle očekávání se malá kulička začala točit, přitahována větší kuličkou. Po některých výpočtech se Cavendishovi podařilo z jejich hmotností a kmitů zjistit hodnotu gravitační konstanty. Toto je první krok, po kterém následuje určení průměrné hustoty Země a poté určení hmotnosti Země, k výpočtu gravitační konstanty G.

Díky určení G bylo možné vypočítat hmotnost Země. Cavendish, který znal její průměr, sílu přitažlivosti Země a nejbližší G-hodnotu, vytvořil tato čísla. Výsledky jsou velkolepé.

Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o hmotnosti Země a jejích charakteristikách.