Hmotnosť Zeme

Naša planéta Zem bola študovaná a skúmaná vedcami počas celej histórie. Jednou z najpozoruhodnejších vecí na planéte je zemská hmota. Keďže ide o niečo, čo sa nedá merať priamo, sú potrebné rôzne metódy nepriameho merania.

Z tohto dôvodu sa chystáme venovať tento článok, aby sme vám povedali všetko, čo potrebujete vedieť o hmotnosti Zeme, ako ju dokázali vypočítať a aké má vlastnosti.

Planéta Zem a jej vlastnosti

Je to tretia planéta slnečnej sústavy, počnúc od Slnka, medzi Venušou a Marsom. Podľa našich súčasných poznatkov je jediným v celej slnečnej sústave, ktorý ukrýva život. Jeho meno pochádza z latinského Terra, rímskeho boha, starogréckeho ekvivalentu Gaia, spojeného s plodnosťou a plodnosťou. Často sa jej hovorí Tellus mater alebo Terra mater (Matka Zem), pretože všetko živé pochádza z jej lona.

Od staroveku ľudia snívali o objavení hraníc Zeme a preskúmaní všetkých kútov Zeme. Staroveké kultúry verili, že je nekonečný, inak môže skončiť pádom do priepasti. Aj dnes sa nájdu ľudia, ktorí trvajú na tom, že Zem je plochá, že je dutá a iné konšpiračné teórie.

Avšak, Vďaka vede a technike máme teraz nádherné zábery našej planéty. Vieme tiež, ako sú tvorené jeho vnútorné vrstvy a čo tam bolo predtým, ako sa na jeho povrchu objavili ľudia.

Pôvod a formácia

Zem vznikla asi pred 4550 miliardami rokov. z materiálu, ktorý tvorí zvyšok slnečnej sústavy, spočiatku ako hviezdny oblak plynu a kozmického prachu. Planéte trvalo 10 až 20 miliónov rokov, kým sa vytvorila, pričom sa okolo nej nahromadili oblaky plynu, keď sa jej povrch ochladil a vytvoril dnešnú atmosféru.

V konečnom dôsledku vďaka dlhotrvajúcej seizmickej aktivite, pravdepodobne v dôsledku pokračujúceho vplyvu meteorov, má Zem potrebné prvky a fyzikálne podmienky potrebné na vznik kvapalnej vody.

Vďaka tomu môže začať hydrologický cyklus, ktorý pomôže planéte rýchlejšie sa ochladiť na úroveň, kde môže začať život. V priebehu času množstvo tekutej vody na povrchu spôsobuje, že naša planéta sa pri pohľade z vesmíru javí ako modrá.

Hmotnosť Zeme

Zem je piata najväčšia planéta v slnečnej sústave a jediná schopná podporovať život. Je guľovitý s mierne sploštenými pólmi a priemerom 12.756 6.378,1 km v rovníkovej nadmorskej výške (polomer XNUMX XNUMX km na rovníku). Mať hmotnosť 5,9736 x 10²⁴ kg a hustotou 5,515 g/cm3, najvyššie v slnečnej sústave. Má tiež gravitačné zrýchlenie 9,780327 m/s2.

Rovnako ako ostatné vnútorné planéty ako Mars a Merkúr, aj Zem je skalnatá planéta s pevným povrchom a tekutým kovovým jadrom (v dôsledku tepla a tlaku vlastnej gravitácie), na rozdiel od iných plynných planét ako Venuša alebo Jupiter. Jeho povrch je rozdelený na plynnú atmosféru, kvapalnú hydrosféru a pevnú geosféru.

Ako sa vypočítala hmotnosť Zeme?

Je zrejmé, že sa to nerobí tak, že sa planéta dostane do rovnováhy. Aspoň nie v reálnom meradle. Použila sa mierka vesmíru Cavendishova stupnica. To bolo priezvisko vedca, ktorý ako prvý presne zmeral hmotnosť Zeme.

Urobil to v roku 1798 a o 113 rokov neskôr veľký Isaac Newton (1643-1727) sformuloval svoj Zákon univerzálnej gravitácie (LGU) v roku 1685. O 189 rokov neskôr veľký Galileo namieril svoj ďalekohľad na oblohu. Urobil to v roku 1609. Prekvapivo Henry Cavendish (1731-1810) určil hmotnosť našej planéty bez toho, aby opustil svoj dom.

V skutočnosti sa ledva dostal z lesa. Východný Cavendish bol to namosúrený, zachmúrený a svojrázny muž, ale skvelý. Teoreticky to začína Newtonovým LGU, ktorý nám hovorí, že „akékoľvek dve telesá, považované za bodové hmotnosti, sú k sebe priťahované silou, ktorá priamo závisí od ich hmotnosti vynásobenej konštantou neznámej hodnoty, dnes známou ako gravitačná konštanta. .. Táto konštanta je nepriamo úmerná druhej mocnine newtonovskej vzdialenosti medzi nimi."

Ako všeobecné pravidlo použil nastavenie, ktoré čiastočne navrhol jeho priateľ John Michell. Brilantný duchovný a bystrý geológ zomrel pred vykonaním experimentu na určenie hustoty Zeme. Z geologického hľadiska ide o rádovo najzaujímavejšie.  Vtedy Cavendish kúpil svoje vybavenie a nainštaloval ho v jednom zo svojich londýnskych domov.

Váhy a konštanty

Zariadenie sa skladá z dvoch olovených guličiek, 30 cm v priemere, zavesené na oceľovom ráme a dve malé guličky s priemerom 5 cm, zavesené v blízkosti prvej gule a navzájom spojené jemnými medenými drôtmi.

V podstate sú torzné váhy navrhnuté tak, aby merali krútiaci pohyb vytvorený v drôtoch gravitačným ťahom na kladky, ktoré ich držia nad vodou, keď sa veľké guľôčky pohybujú cez malé guľôčky.

Problém je v tom, že gravitácia je taká malá, že akýkoľvek nepredvídaný faktor by mohol skresliť výsledky. Preto ho Cavendish prevádzkuje na diaľku. Aby blízkosť výskumníkov neprekážala pri nastavovaní zariadenia, použil ďalekohľad, ktorý nainštaloval mimo miestnosti. Použil ho na odčítanie presnej stupnice, osvetlenej úzkym lúčom svetla vychádzajúcim zvonku miestnosti.

Hovoríme o citlivosti rádovo 0,025cm, čo vôbec nie je zlé. Veľmi jemný experiment. Ako sa dalo očakávať, malá gulička sa začala točiť, priťahovaná väčšou loptou. Po niekoľkých výpočtoch sa Cavendishovi podarilo z ich hmotností a kmitov zistiť hodnotu gravitačnej konštanty. Toto je prvý krok, po ktorom nasleduje určenie priemernej hustoty Zeme a potom určenie hmotnosti Zeme, aby sa vypočítala gravitačná konštanta G.

Vďaka určeniu G bolo možné vypočítať hmotnosť Zeme. Keďže Cavendish poznal jej priemer, silu príťažlivosti Zeme a najbližšiu hodnotu G, urobil tieto čísla. Výsledky sú veľkolepé.

Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o hmotnosti Zeme a jej charakteristikách.