Вес планеты Земля
Елена Голец 12527
Первым определил вес планеты Земля в 1798 году знаменитый английский ученый Кавендиш (1731–1811). Он воспользовался законом тяготения Ньютона и впервые применил для взвешивания Земли простой по идее прибор, называемый крутильными весами.
Генри Кавендиш - первый определил вес планеты Земля с помощью крутильных весов.
Принцип этих весов положен в основу современного гравитационного вариометра. Этот прибор обладает исключительно большой чувствительностью и широко применяется в георазведке.
Размеры планеты Земля
Земля – сравнительно большое мировое (небесное) тело. Размеры планеты Земля таковы:
- полярный радиус – 6 тысяч 357 километров,
- экваториальный радиус немного более 6 тысяч 378 километров,
- полярный диаметр 12 тысяч 714 километров,
- экваториальный диаметр 12 тысяч 757 километров,
- длина меридиана, т. е. окружности, проведенной через оба полюса, 40 тысяч 4 километра;
- длина экватора 40 тысяч 75 километров;
- поверхность всего земного шара около 510 миллионов квадратных километров;
- из них суши около 148 миллионов километров,
- морей и океанов около 362 миллионов квадратных километров;
- объем всей Земли составляет 1 биллион 83 миллиарда кубических километров,
- плотность Земли в 5,5 раз больше плотности воды,
- вес планеты Земля около 6 тысяч триллионов тонн, точнее 5 989 000 000 000 000 000 000 тонн.
Если бы можно было погрузить всю массу Земли в вагоны, нагружая по 50 тонн, то получился бы поездной состав, превышающий по длине в 8 миллиардов раз расстояние от Земли до Солнца. Вот как велика и тяжела наша Земля!
Плотность планеты Земля
Средняя плотность планеты Земля в 4 раза больше средней плотности Солнца и в 5,5 раз плотнее воды. Отдельные металлы, залегающие в недрах Земли, обладают еще большей плотностью. Так, например, платина в 21 раз плотнее воды. Однако и плотность платины не так уже велика, если учесть, что среди мировых тел есть такие, плотность которых нам кажется совершенно невероятной.
Плотность других планет
Плотность спутника Сириуса в 40 тысяч раз больше плотности воды. Если наполнить веществом этой звезды спичечную коробочку и положить на чашку весов, то, чтобы привести весы в равновесие, надо на другую чашку весов поместить 15 человек. Еще более поразительной плотностью обладает маленькая звезда, открытая астрономом Кайнером.
Вещество этой звездочки в 10 тысяч раз плотнее платины. Спичечная коробочка, наполненная этим веществом, будет весить около 50 тонн! Попробуйте положить эту коробочку себе в карман! Однако следует указать, что среди звезд известны и такие, средняя плотность которых в 100 раз меньше плотности окружающего нас воздуха. Вот насколько различна плотность звезд.
Закон всемирного тяготения
Когда стало известно, что наша планета ограничена в пространстве со всех сторон, невольно был поставлен вопрос, на чем же все-таки «держится» Земля в бездне пространства. Какая сила удерживает ее на своей орбите? Этот вопрос долго оставался открытым.
На протяжении нескольких столетий его никто не мог разрешить. Наконец, гениальный математик, механик, физик и астроном, великий Исаак Ньютон (1643–1727) открыл закон всемирного тяготения. Ньютон доказал, что все тела, находящиеся в пространстве Вселенной, взаимно притягиваются друг к другу, (подробнее: Закон падения тел).
Сила притяжения каких-либо двух тел тем больше, чем меньше расстояние между ними и чем больше их масса. Точнее говоря, закон Ньютона читается так: всякая материальная частица притягивает другую материальную частицу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Следовательно, чтобы удерживать все планеты на их орбитах, центральное тело системы, вокруг которого движутся все планеты (в том числе и наша Земля), должно обладать гигантской массой. И действительно, масса Солнца – центрального тела планетной системы – в 750 раз больше массы всех планет и их спутников и больше массы Земли в 330 с небольшим тысяч раз.
Солнце удерживает планеты на их орбитах своим притяжением. Если бы не было действия притяжения планеты к Солнцу, то планета П, движущаяся, например, в направлении ПК, перемещалась бы в этом направлении прямолинейно и равномерно (по закону инерции). В первую секунду она передвинулась бы из точки П в точку К и, наконец, покинула бы солнечную систему.
Наоборот, если бы планета испытывала только притяжение к Солнцу, то она в первую секунду переместилась бы из точки П в точку Л. Но так как это мировое тело одновременно притягивается и к Солнцу и движется, то оно будет перемещаться по диагонали ПА параллелограмма, построенного на этих движениях.
Следовательно, планета в конце первой секунды не будет ни в точке К, ни в точке Л, а переместится по диагонали в точку А. Рассуждая подобным же образом, мы придем к выводу, что планета во вторую секунду передвинется в точку Б, в третью секунду – в точку В и т. д.
Вот, оказывается, какая сила в безмолвии неизмеримых бездн мирового пространства непрестанно увлекает нашу Землю и другие планеты без малейших толчков и сотрясений вокруг Солнца. Многим из вас, вероятно, в детстве приходилось с удовольствием вертеть в руках резинку с камешком, привязанным к ее концу.
При вращении резинка все время находится в состоянии натяжения, но, как только вы прекращаете ее вращать, тотчас же она сокращается, и камешек приближается к руке.
В случае же, если резинка неожиданно вырвется из рук, тотчас же камешек с резинкой улетит прочь. Нечто подобное произошло бы и с планетами, если бы Солнце вдруг перестало их притягивать.
