Žemės masė

Mūsų planetą Žemę tyrinėjo ir tyrinėjo mokslininkai per visą istoriją. Vienas ryškiausių dalykų planetoje yra žemės masė. Kadangi tai yra kažkas, ko negalima išmatuoti tiesiogiai, reikalingi skirtingi netiesioginio matavimo metodai.

Dėl šios priežasties šį straipsnį skirsime tam, kad papasakotume viską, ką reikia žinoti apie žemės masę, kaip jie sugebėjo ją apskaičiuoti ir kokias savybes ji turi.

Planeta Žemė ir jos savybės

Tai trečioji Saulės sistemos planeta, pradedant nuo saulės, tarp Veneros ir Marso. Mūsų dabartinėmis žiniomis, ji yra vienintelė visoje Saulės sistemoje, kurioje gyvena gyvybė. Jo pavadinimas kilęs iš lotynų kalbos Terra, romėnų dievo, senovės graikų atitikmens Gaia, siejamas su vaisingumu ir vaisingumu. Ji dažnai vadinama Tellus mater arba Terra mater (Motina Žemė), nes visa gyva yra iš jos įsčių.

Nuo seniausių laikų žmonės svajojo atrasti žemės ribas ir ištirti visus žemės kampelius. Senovės kultūros tikėjo, kad jis yra begalinis arba gali nukristi į bedugnę. Net ir šiandien yra žmonių, kurie tvirtina, kad žemė yra plokščia, kad ji tuščiavidurė ir kitos sąmokslo teorijos.

Tačiau Mokslo ir technologijų dėka dabar turime gražių mūsų planetos vaizdų. Taip pat žinome, kaip sudaryti jo vidiniai sluoksniai ir kas buvo prieš žmonėms pasirodant jo paviršiuje.

Kilmė ir susidarymas

Žemė susiformavo maždaug prieš 4550 mlrd. iš medžiagos, sudarančios likusią Saulės sistemos dalį, iš pradžių kaip žvaigždžių dujų ir kosminių dulkių debesis. Planetai susiformuoti prireikė 10–20 milijonų metų, aplink ją kaupėsi dujų debesys, kai jos paviršius atvėso ir suformavo šiandieninę atmosferą.

Galiausiai dėl ilgalaikio seisminio aktyvumo, galbūt dėl ​​nuolatinės meteorų įtakos, Žemė turi reikalingų elementų ir fizinių sąlygų, reikalingų skystam vandeniui atsirasti.

Dėl to gali prasidėti hidrologinis ciklas, padedantis planetai greičiau atvėsti iki tokio lygio, kad galėtų prasidėti gyvybė. Laikui bėgant dėl ​​skysto vandens gausos paviršiuje mūsų planeta atrodo mėlyna, žiūrint iš kosmoso.

Žemės masė

Žemė yra penkta pagal dydį planeta Saulės sistemoje ir vienintelė, galinti palaikyti gyvybę. Jis yra sferinis su šiek tiek paplokščiais poliais ir 12.756 6.378,1 km skersmens pusiaujo aukštyje (XNUMX XNUMX km spinduliu ties pusiauju). Turi 5,9736 x 10 masės²⁴ kg, o tankis 5,515 g/cm3, aukščiausias Saulės sistemoje. Jo gravitacinis pagreitis taip pat yra 9,780327 m/s2.

Kaip ir kitos vidinės planetos, tokios kaip Marsas ir Merkurijus, Žemė yra uolėta planeta su kietu paviršiumi ir skysto metalo šerdimi (dėl jos pačios gravitacijos karščio ir slėgio), skirtingai nuo kitų dujinių planetų, tokių kaip Venera ar Jupiteris. Jo paviršius skirstomas į dujinę atmosferą, skystąją hidrosferą ir kietąją geosferą.

Kaip buvo apskaičiuota Žemės masė?

Akivaizdu, kad tai nėra daroma subalansuojant planetą. Bent jau ne realiu mastu. Buvo panaudotas visatos mastelis Cavendish skalė. Tai buvo mokslininko, kuris pirmasis tiksliai išmatavo Žemės masę, pavardė.

Jis tai padarė 1798 m., o po 113 metų didysis Izaokas Niutonas (1643–1727) 1685 m. suformulavo savo Visuotinės gravitacijos įstatymą (LGU). Po 189 metų didysis Galilėjus nukreipė savo teleskopą į dangų. Jis tai padarė 1609 m. Keista, bet Henry Cavendish (1731-1810) net neišeidamas iš savo namų nustatė mūsų planetos masę.

Tiesą sakant, jis vos išėjo iš miško. East Cavendish jis buvo paniuręs, niūrus ir keistas žmogus, bet puikus. Teoriškai jis prasideda Niutono LGU, kuris mums sako, kad „bet kurie du kūnai, laikomi taškinėmis masėmis, yra traukiami vienas prie kito jėga, kuri tiesiogiai priklauso nuo jų masių, padaugintų iš nežinomos vertės konstantos, šiandien vadinamos gravitacine konstanta. .. Ši konstanta yra atvirkščiai proporcinga Niutono atstumo tarp jų kvadratui.

Paprastai jis naudojo sąranką, kurią iš dalies sukūrė jo draugas Johnas Michellas. Puikus dvasininkas ir įžvalgus geologas, jis mirė prieš atlikdamas eksperimentą Žemės tankiui nustatyti. Geologiniu požiūriu tai įdomiausia tvarka.  Būtent tada Cavendishas nusipirko savo įrangą ir sumontavo ją viename iš savo namų Londone.

Skalės ir konstantos

Prietaisas susideda iš dviejų švino rutulių, 30 cm skersmens, pakabintas ant plieninio rėmo ir du nedideli 5 cm skersmens rutuliukai, pakabinti šalia pirmojo rutulio ir sujungti vienas su kitu smulkiais variniais laidais.

Iš esmės sukimo svarstyklės yra skirtos matuoti sukimo judesį, kurį laiduose sukelia skriemulių, kurie juos išlaiko, kai dideli rutuliai juda virš mažų rutulių, gravitacinis traukimas.

Problema ta, kad gravitacija yra tokia maža, kad bet koks nenumatytas veiksnys gali iškreipti rezultatus. Štai kodėl Cavendish jį valdo nuotoliniu būdu. Kad tyrėjų artumas netrukdytų reguliuoti įrangos, jis panaudojo teleskopą, kurį įrengė už patalpos ribų. Jis naudojo jį, kad nuskaitytų tikslią skalę, apšviestą siauru šviesos pluoštu, sklindančiu iš kambario.

Kalbame apie 0,025 cm dydžio jautrumą, kuris nėra blogas. Labai subtilus eksperimentas. Kaip ir tikėtasi, mažasis rutulys pradėjo suktis, jį traukė didesnis rutulys. Atlikęs kai kuriuos skaičiavimus, Cavendish sugebėjo sužinoti gravitacinės konstantos vertę iš jų masių ir virpesių. Tai yra pirmasis žingsnis, po kurio nustatomas vidutinis Žemės tankis ir tada nustatoma Žemės masė, siekiant apskaičiuoti gravitacinę konstantą G.

Dėl G nustatymo buvo galima apskaičiuoti Žemės masę. Žinodamas jo skersmenį, Žemės traukos jėgą ir artimiausią G reikšmę, Cavendishas padarė šiuos skaičius. Rezultatai įspūdingi.

Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie Žemės masę ir jos ypatybes.