Kaal Neptuunil: füüsika alused
Kujutame ette, et kolime hetkeks Neptuuni juurde koos meie sõbra ja kahe kaaluga: kaasaegne vannitoakaal ja traditsioonilisem kahekäeline kaal. Kui me mõlemad viimasele ronime, kumbki erineval plaadil, ripub skaala robustsema küljel, täpselt nagu Maal. Ilmselt pole seetõttu midagi muutunud. See on väga erinev Maa peal. Miks?
Keha kaal on selle massile avaldatava gravitatsioonijõu väärtus.
Mass sõltub ainult aine kvaliteedist ja kogusest, millest uuritav keha koosneb.
Seepärast on mass identne kõikjal, kus me oleme, ja seetõttu on teisest raskem objekt maa peal sama ka Neptuunil. Seevastu kaal - olles gravitatsioonijõu mõjul - on muutuv üksus:
Kaal (N) = mass (kg) raskusjõu järgi (m / s2)
See, mida me tavaliselt nimetame "kaaluks", on seega (raskusjõu) jõud, millega Maa meid enda juurde tõmbab.
Aga mis on gravitatsioon? See on nähtus, kus kehad tõmbavad üksteist ligi nende massidega võrdelise jõuga ja pöördvõrdeliselt neid eraldava kauguse ruuduga:
Raskusjõud = G (Newtoni konstant) x Esimene kehamass x Teine mass
_______________________________
(Kahe keha vaheline kaugus) 2
Kuna Maa on poolustel veidi lapik, on kaugus Maa pinnal asuva punkti ja Maa keskpunkti vahel erinev sõltuvalt sellest, kas asute ekvaatoril (kus see on suurem) või poolustel (kus see on väiksem) ). sel põhjusel (tuleks arvestada ka Maa pöörlemise mõjuga) kaalume poolustel rohkem kui ekvaatoril.
Maal on gravitatsioonijõud võrdne umbes 9,81 m / s2 (1 g), samas kui Neptuunil, olles selle mass pisut suurem kui Maa oma, on raskusjõud võrdne (1,14 g). Meie kaal Neptuunil on seega 1,14 korda väiksem kui Maal.
TÄHELEPANU (1 g). Seetõttu kaalub Maal mees, kelle mass on 70 kg (70 * 9,81) 686,5 N või 70 kg (686,5 / 9,81). Neptuunil aga kaalub sama 70 kg kaaluv mees (70 * 11,18) 782,6 N ehk 79,78 kg (782,6 / 9,81).
