Beregning af jordens masse:Hvor meget vejer jorden?
Det ville være mere korrekt at spørge:"Hvad er jordens masse ?" Det hurtige svar på det er cirka 6.000.000.000.000.000.000.000.000 (6 x 1024) kilogram.
Det interessante underspørgsmål er:"Hvordan fandt nogen ud af det?" Det er ikke sådan, at planeten træder op på vægten hver morgen, før den går i bad. Målingen af planetens vægt er afledt af den gravitationelle tiltrækning, som Jorden har for objekter i nærheden af den.
Indhold
- Masse og tyngdekraft
- Beregning af sfærernes masse
- Masse vs. vægt
Masse og tyngdekraft
Det viser sig, at alle to masser har en tyngdekraft tiltrækning for hinanden - bogstaveligt talt alle to i solsystemet. Hvis du sætter to bowlingkugler tæt på hinanden, vil de tiltrække hinanden gravitationsmæssigt. Tiltrækningen er ekstremt lille, men hvis dine instrumenter er følsomme nok, kan du måle den gravitationelle tiltrækning, som to bowlingkugler har på hinanden.
Ud fra den måling kunne du bestemme massen af de to objekter. Det samme gælder for to golfbolde, men tiltrækningen er endnu mindre, fordi mængden af tyngdekraft afhænger af objekternes masse.
Beregning af sfærernes masse
Isaac Newton viste, at man for sfæriske objekter kan gøre den forenklede antagelse, at hele objektets masse er koncentreret i midten af sfæren. I tilfældet med vores planet ville sfærens centrum være Jordens centrum.
Følgende ligning udtrykker den gravitationelle tiltrækning, som to sfæriske objekter har på hinanden:
F =G(M1 x M2/R2)
- F er tiltrækningskraften mellem dem.
- G er gravitationskonstanten lig med 6,67259 x 10 -11 m3/kg 2 .
- M1 og M2 er de to masser, der tiltrækker hinanden.
- R er afstanden mellem de to objekter.
Beregning af jordens masse
Antag, at Jorden er en af masserne (M1), og en 1 kg kugle er den anden (M2). Kraften mellem dem er 9,8 kg x m/s 2 — vi kan beregne denne kraft ved at droppe 1-kilogram-kuglen og måle den acceleration, som Jordens gravitationsfelt anvender på den (9,8 m/s 2 ).
Jordens radius er 6.400.000 meter (6.999.125 yards). Hvis du tilslutter alle disse værdier og løser for M1, opdager du, at jordens masse er 6.000.000.000, 000.000.000.000.000 kg (6 x 1024 kg eller 1,3 x 1025 pund).
Masse vs. vægt
Hvorfor er det "mere korrekt" at spørge om Jordens masse frem for vægt? Vægt er en kraft, der kræver et gravitationsfelt for at bestemme. Du kan tage en bowlingkugle og veje den på Jorden og på månen. Vægten på månen vil være en sjettedel af jordens vægt, men mængden af masse er den samme begge steder.
At veje Jorden, skal vi vide, i hvilket objekts gravitationsfelt vi vil beregne vægten. massen af Jorden er på den anden side en konstant.
Ofte stillede spørgsmål om Mass of Earth
Hvordan beregnes jordmassen?
Da videnskabsmænd allerede kender radius af planeten Jorden, brugte de loven om universel tyngdekraft til at bestemme Jordens masse med hensyn til tyngdekraften på et objekt på Jordens overflade. Kort sagt bruger denne metode Jordens radius som afstanden.Hvad er det meste af Jordens masse?
Jordens kerne er 15 procent af planetens volumen, men 30 procent af dens masse. Det meste af Jordens masse er dens kappe. Kappen er 84 procent af dens volumen og næsten 70 procent af dens masse. Jordskorpen er kun 1 procent af dens masse, hvilket betyder, at det meste af Jordens tæthed er mod dens centrum.Hvordan beregnede Cavendish Jordens masse?
Henry Cavendish målte kraften mellem at tiltrække metalkugler ved hjælp af en torsionsbalance. Han kendte allerede massen af begge sfærer og afstanden mellem dem. Ved omhyggeligt at måle kraften mellem disse kugler beregnede han deres tyngdekrafttiltrækning. Da Jordens tyngdekraft på den mindre kugle kunne måles ved at veje den, gjorde forholdet mellem de to kræfter det muligt at beregne jordens tæthed ved hjælp af Newtons tyngdelov.Hvad er den simple definition af masse?
Masse er et mål for mængden af stof i ethvert objekt. På Jorden kan vi veje ting for at bestemme massen. Men i det ydre rum kan noget have en masse masse, men ikke meget vægt, fordi tyngdekraften ville være lille.Mange flere oplysninger
Relaterede HowStuffWorks-artikler
- Hvordan virker tyngdekraften?
- Hvordan hjælper tyngdekraften til at arbejde med interplanetariske satellitter?
- Sådan fungerer momentomformere
- Sådan fungerer speciel relativitet
- Sådan virker vægtløshed
- Sådan fungerer elektromagneter
Flere gode links
- Fysikundervisningen
- Jordens messe
Sidste artikelHvordan en lithiummine fungerer og påvirker lokalsamfund
Næste artikelDræbte en asteroide på Chicxulub-krateret dinosaurerne?
Varme artikler
-
Hvordan kan lokale politikker bidrage til globale bæredygtighedsmål?Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain Udfordringerne med at opbygge et bæredygtigt samfund er uden fortilfælde. Men de hollandske kommuner kan ikke tages skyld i deres engagement. De arbejder hårdt, ko -
Skovbrande i Australien blusser op, da hedebølge medfører fornyet elendighedDet har været en lang og dødelig sommer allerede i Australien, med skovbrande, der har forårsaget frygtelig skade, men embedsmænd advarer om, at hjertesorg er langt fra slut Bushfires blussede i d -
Stream bugs tyder på genopretning af forurening i North York MoorsEn å i North York Moors National Park. Kredit:Dr. Peter Mayhew En overraskende mangfoldighed af bugs registreret i højstrømme i det nordlige England kan indikere en genopretning fra tidligere syre -
Ser ind i jorden med lydKredit:Delft University of Technology Allerede som lille barn var Staring fascineret af jorden og hvad der foregik inde i den. Jeg samlede alle slags sten og ville vide om ting som jordskælv og vu