какое притяжение на сатурне

Масса Сатурна

Масса Сатурна.

Масса Сатурна составляет 95,16 масс Земли. Среди всех планет Солнечной системы Сатурн стоит на втором месте по массе.

Масса и плотность Сатурна:

Среди всех планет Солнечной системы Сатурн стоит на втором месте по массе (после Юпитера).

Масса, как физическая величина, является мерой гравитационных свойств тела (гравитации, притяжения) и мерой его инертности. Соответственно различают гравитационную массу тела и инертную массу тела. В современной физике гравитационная масса и инертная масса считаются равными.

Как следствие проявления гравитационных свойств и действия закона всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу тем сильнее, чем больше их массы. Или чем больше масса тела, тем с большей силой она притягивает другие тела. Гравитационная масса определяет меру такого гравитационного притяжения (силы гравитационного притяжения).

Согласно закону всемирного тяготения сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m₁ и m₂, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния :

где G – гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10 −11 м³/(кг·с²).

При этом масса тела не зависит от скорости движения тела и остается неизменным при любых процессах.

Масса измеряется в килограммах и относится к одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Исходя из массы Сатурна, как физической величины рассчитываются и другие параметры планеты: плотность, ускорение свободного падения, сила тяжести, первая космическая скорость, вторая космическая скорость и пр.

Средняя плотность Сатурна (ρ) – 0,687 г/см³ или 687 кг/м³. Для сравнения: средняя плотность Земли (ρ) – 5,5153 г/см³.

Сила тяжести и ускорение свободного падения на Сатурне:

Вес – это сила, с которой любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое каким-либо небесным телом, например, Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие свободному падению тела. Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта, равен силе тяжести, действующей на тело. Сила тяжести – это сила притяжения тела к небесному телу.

Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Сатурне:

Первая космическая скорость (v₁) на Сатурне равна 25,535 км/с. Для сравнения: первая космическая скорость на Земле равна 7,91 км/с.

Первая космическая скорость (круговая скорость) – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.

Первая космическая скорость определяется массой и радиусом небесного тела, а также высотой над его поверхностью.

Первая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

,

М – масса планеты, кг,

R – радиус орбиты, м,

R₀ – радиус планеты, м,

h – высота над поверхностью планеты, м.

Вторая космическая скорость (v₂) на Сатурне равна 35,5 км/с. Она в 3,172 раза больше второй космической скорости на Земле. Для сравнения: вторая космическая скорость на Земле равна 11,19 км/с.

Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость освобождения, скорость убегания) – это наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.

Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела.

Вторая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

.

Источник

Планета Сатурн — «властелин колец»

Планета Сатурн – одна из наиболее известных и интересных планет в Солнечной системе. Про Сатурн с его кольцами знают все, даже те, кто ничего не слышал про существование, например, Урана или Нептуна.

Возможно, во многом такая известность ему досталась благодаря астрологии, однако и в чисто научном плане эта планета представляет огромный интерес. Да и астрономы – любители любят наблюдать эту красивую планету, из-за простоты наблюдений и красивого зрелища.

Интересные факты о Сатурне

Столь необычная и большая планета, как Сатурн, конечно, обладает некоторыми необычными свойствами. Имея множество спутников и огромные кольца, Сатурн образует миниатюрную Солнечную систему, в которой немало интересного. Вот некоторые интересные факты о Сатурне:

Конечно, это далеко не все интересные факты о Сатурне — слишком разнообразен и сложен этот мир.

Характеристики планеты Сатурн

В замечательном фильме «Сатурн – властелин колец», который можно посмотреть, диктор говорит – если есть планета, передающая великолепие, загадочность и ужас Вселенной, то это Сатурн». Это действительно так.

Сатурн великолепен – это гигант, обрамленный огромными кольцами. Он загадочен – многие процессы, которые происходят там, до сих пор непонятны. И он же ужасен, потому что на Сатурне происходят страшные в нашем понимании вещи – ветры до 1800 м/с, грозы в сотни и тысячи раз сильнее наших, гелиевые дожди, и многое другое.

Сатурн представляет собой планету – гигант, вторую по величине после Юпитера. Диаметр планеты 120 тысяч километров против 143 тысяч у Юпитера. Он больше Земли в 9.4 раз, и мог бы вместить в себя 763 таких планет, как наша.

Однако при больших размерах Сатурн довольно легкий – его плотность меньше, чем у воды, потому что большую часть всего этого огромного шара составляет легкий водород и гелий. Если Сатурн поместить в огромный бассейн, то он не утонет, а будет плавать! Плотность Сатурна меньше земной в 8 раз. Вторая планета после него по плотности — Уран, самая холодная планета Солнечной системы.

Сравнительные размеры планет

Несмотря на огромные размеры, гравитация на Сатурне составляет всего 91% земной, хотя общая масса у него больше, чем у Земли в 95 раз. Окажись мы там, особой разницы в силе притяжения не увидели бы, конечно если отбросить другие факторы, которые нас просто убили бы.

Сатурн, несмотря на гигантские размеры, вращается вокруг оси гораздо быстрее Земли – сутки там длятся от 10 часов 39 минут до 10 часов 46 минут. Такая разница объясняется тем, что верхние слои Сатурна преимущественно газообразные, поэтому вращается он в разных широтах с разной скоростью.

Год на Сатурне длится 29.7 наших лет. Так как планета имеет наклон оси, то, как и у нас, там имеется смена сезонов, что порождает в атмосфере большое количество сильнейших ураганов. Расстояние от Солнца меняется из-за несколько вытянутой орбиты, и в среднем составляет 9.58 а.е.

Спутники Сатурна

На сегодняшний день у Сатурна обнаружено 82 спутника самых разных размеров. Это больше, чем у любой другой планеты, и даже на 3 больше, чем у Юпитера. Мало того, 40% всех спутников Солнечной системы вращается вокруг Сатурна. 7 октября 2019 года группа учёных сообщила об открытии сразу 20 новых спутников, что и сделало Сатурн рекордсменом. До этого было известно 62 спутника.

Вокруг Сатурна вращается один из крупнейших (второй после Ганимеда) спутник Солнечной системы – Титан. Он почти вдвое больше Луны, и даже больше Меркурия, но меньше Марса. Титан –второй и единственный спутник с собственной атмосферой из азота с примесями метана и прочих газов. Атмосферное давление на поверхности в полтора раза больше земного, хотя сила тяжести там всего 1/7 от земной.

Титан – самый крупный источник углеводородов. Там существуют буквально озера и реки из жидкого метана и этана. Кроме того, там есть и криогейзеры, и вообще Титан во многом похож на Землю на раннем этапе существования. Возможно, там удастся найти и примитивные формы жизни. Это также единственный спутник, куда был послан спускаемый аппарат – это был «Гюйгенс», который приземлился там 14 января 2005 года.

Такие виды на Титане, спутнике Сатурна.

Энцелад – шестой по величине спутник Сатурна, диаметром около 500 км, представляющий особый интерес для исследования. Он входит в тройку спутников с активной вулканической деятельностью (другие два – Ио и Тритон). Здесь есть большое количество криогейзеров, выбрасывающих воду на большую высоту. Возможно, приливное воздействие Сатурна создает достаточно энергии в недрах спутника, чтобы там существовала вода в жидком виде.

Гейзеры Энцелада, снятые аппаратом Кассини.

Подповерхностный океан также возможен на спутниках Юпитера Европе и Ганимеде. Орбита Энцелада находится в кольце F, и вырывающаяся с него вода питает это кольцо.

Также у Сатурна есть несколько других крупных спутников – Рея, Япет, Диона, Тефия. Они были открыты одними из первых, благодаря своим размерам и видимости в довольно слабые телескопы. Каждый из этих спутников представляет собой собственный уникальный мир.

Знаменитые кольца Сатурна

Кольца Сатурна – его «визитная карточка», и именно благодаря им эта планета так знаменита. Сатурн без колец сложно представить — это был бы просто невзрачный белесый шар.

У какой планеты есть кольца, подобные сатурнианским? Таких нет в нашей системе, хотя кольца есть и у других газовых гигантов — у Юпитера, Урана, Нептуна. Но там они очень тонкие, разреженные, и с Земли не видны. Кольца Сатурна хорошо заметны даже в слабый телескоп.

Впервые кольца обнаружил Галилео Галилей в 1610 году в свой самодельный телескоп. Однако увидел он не такие кольца, которые видим мы. У него они выглядели как два непонятных округлых шара по бокам планеты – качество изображения в 20-кратном телескопе Галилея было так себе, поэтому он решил, что видит два больших спутника. Через 2 года он снова наблюдал Сатурн, но этих образований не обнаружил, и был сильно озадачен.

Диаметр кольца в разных источниках указывается немного разный – около 280 тысяч километров. Само кольцо вовсе не сплошное, а состоит из меньших колец разной ширины, разделенных промежутками тоже разной ширины – десятки и сотни километров. Все кольца обозначены буквами, а промежутки называются щелями, и имеют имена. Самый большой промежуток находится между кольцами A и B, и называется щелью Кассини – её можно увидеть в любительский телескоп, и ширина этого промежутка 4700 км.

Кольца Сатурна вовсе не сплошные, как кажется на первый взгляд. Это не один единый диск, а множество мелких частиц, которые вращаются по своим орбитам на уровне экватора планеты. Размер этих частиц очень разный – от мельчайшей пыли до камней и глыб в несколько десятков метров. Преимущественный их состав – обычный водяной лед. Так как лед обладает большим альбедо – отражающей способностью, то кольца прекрасно видно, хотя толщина их всего около километра в самом «толстом» месте.

По мере обращения Сатурна и Земли вокруг Солнца мы можем видеть, как кольца то раскрываются все шире, то совсем исчезают –период этого явления составляет 7 лет. Происходит это благодаря наклону оси Сатурна, а значит, и колец, которые расположены строго по экватору.

Кстати, именно поэтому Галилей и не смог обнаружить кольцо Сатурна в 1612 году. Просто оно в тот момент было расположено «ребром» к Земле, а при толщине всего в километр его с такого расстояния просто невозможно увидеть.

Происхождение колец Сатурна пока точно неизвестно. Есть несколько теорий:

Дальнейшие исследования покажут, какая версия событий верная. Однако понятно, что кольца Сатурна – явление временное. Через какое-то время планета поглотит весь их материал – обломки сходят с орбиты и падают на нее. Если кольца не подпитывать материалом, то со временем они станут меньше, пока совсем не исчезнут. Конечно, произойдет это не за один миллион лет.

Наблюдение Сатурна в телескоп

Сатурн на небе выглядит как довольно яркая звезда на юге, и наблюдать его можно даже в небольшой любительский телескоп. Особенно хорошо это делать в противостояния, которые бывают раз в год – планета выглядит как звезда 0 величины, и имеет угловой размер 18”. Список ближайших противостояний:

В эти дни блеск Сатурна даже больше, чем у Юпитера, хотя находится он гораздо дальше. Объясняется это тем, что кольца тоже отражают немало света, поэтому общая площадь отражения получается гораздо больше.

Увидеть кольца Сатурна можно даже в бинокль, хотя придется постараться, чтобы их различить. А вот в 60-70 мм телескоп уже можно довольно хорошо рассмотреть и диск планеты и кольца, и тень на них от планеты. Конечно, какие-то детали рассмотреть вряд ли получится, хотя при хорошем раскрытии колец можно заметить щель Кассини.

Одна из любительских фотографий Сатурна (150 мм рефлектор Synta BK P150750)

Чтобы увидеть какие-то детали на диске планеты, требуется телескоп с апертурой от 100 мм, а для серьезных наблюдений – не менее 200 мм. В такой телескоп можно рассмотреть не только облачные пояса и пятна на диске планеты, но и детали в строении колец.

Из спутников наиболее яркие – Титан и Рея, их можно заметить уже в 8-кратный бинокль, хотя лучше 60-70 мм телескоп. Остальные крупные спутники не такие яркие – от 9.5 до 11 зв. в. и слабее. Для их наблюдения понадобится телескоп с апертурой от 90 мм.

Кроме телескопа, желательно иметь набор цветных фильтров, которые помогут лучше выделить разные детали. Например, темно-желтый и оранжевый фильтры помогают увидеть больше деталей в поясах планеты, зеленый выделяет больше деталей на полюсах, а голубой – на кольцах.

А теперь советуем посмотреть увлекательный фильм про Сатурн.

Источник

Сила тяжести на других планетах

Представим себе, что мы отправляемся в путешествие по Солнечной системе. Какова сила тяжести на других планетах? На каких мы будем легче, чем на Земле, а на каких тяжелее?

Пока мы еще не покинули Землю, проделаем такой опыт: мысленно опустимся на один из земных полюсов, а затем представим себе, что мы перенеслись на экватор. Интересно, изменился ли наш вес?

Известно, что вес любого тела определяется силой притяжения (силой тяжести). Она прямо пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату ее радиуса (об этом мы впервые узнали из школьного учебника физики). Следовательно, если бы наша Земля была строго шарообразна, то вес каждого предмета при перемещении по ее поверхности оставался бы неизменным.

Теперь уместно спросить: а как будет изменяться вес человека, путешествующего по планетам Солнечной системы?

Теперь условимся, что на Земле космонавт-путешественник весит ровно 70 кг. Тогда для других планет получим следующие значения веса (планеты расположены в порядке возрастания веса):

Следует заметить, что для планет-гигантов значения веса даны на уровне верхнего облачного слоя, а не на уровне твердой поверхности, как у земноподобных планет (Меркурия, Венеры, Земли, Марса) и у Плутона.

На поверхности Венеры человек окажется почти на 10% легче, чем на Земле. Зато на Меркурии и на Марсе уменьшение веса произойдет в 2,6 раза. Что же касается Плутона, то на нем человек будет в 2,5 раза легче, чем на Луне, или в 15,5 раза легче, чем в земных условиях.

Вполне понятно, что путешествовать по другим планетам человек может только в специальном герметичном скафандре, снабженном приборами системы жизнеобеспечения. Вес скафандра американских астронавтов, в котором они выходили на поверхность Луны, равен примерно весу взрослого человека. Поэтому приведенные нами значения веса космического путешественника на других планетах надо по меньшей мере удвоить. Только тогда мы получим весовые величины, близкие к действительным.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Источник

Какое притяжение на сатурне

Глядя на снимок нельзя не плениться красотой этих двух планет и подивиться их масштабом. Земля выглядит карликом на фоне гиганта Сатурна. Но что больше поражало и удивляло астрономов, так это кольца Сатурна. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра [1]. В сравнении с размером диаметра планеты, это похоже на лезвие бритвы. Интересная деталь, в 1921 году вдруг заговорили о том, что Сатурн лишился своих колец и весь этот рой частиц летит в сторону Земли. Предполагаемое событие настолько взбудоражило умы людей, что публиковались расчёты, когда на Землю упадут эти частицы из колец. Данная (дезо) информация появилась вследствие того, что кольца оказались повернутыми ребром к земным наблюдателям, а так как они очень тонкие, то в телескопы того времени их было невозможно разглядеть. Исчезновение колец, как пишет Перельман, это была сенсация в прямом смысле [2].

Сатурн обладает дипольным магнитным полем, его магнитосфера уступает только Юпитеру и превосходит земную. Северный магнитный полюс находится в северном полушарии, в отличие от Земли, у которой наоборот, он находится в южном полушарии. Совпадение географических и магнитных полюсов говорит о том, что электрические токи протекают по параллелям в восточном направлении на границе расплава жидкого и твердого состояний в ядре. Возникновение мощного магнитного поля связано не с эффектом динамо, как указывают многочисленные источники, а электрическими токами, протекающими в молниях.

Грозовые разряды на Сатурне обнаружены и в его атмосфере. По сравнению с другими планетами на Сатурне это необычное явление т.к. огромные грозовые штормы могут длиться месяцами. Циклонические вихри перемещают атмосферу Сатурна с огромной скоростью, в результате возникают обширные ураганы и грозовые разряды молний. Один из таких штормовых вихрей запечатлел «Кассини», его размеры составляли более трех с половиной тысяч километров!

Далее я не буду расписывать масштабы и прелести планеты, т.к. о Сатурне информации огромное количество. С 2004 года на орбите Сатурна работает космическая межпланетная станция «Кассини», которая передала на Землю тысячи снимков, что называется в анфас и профиль. Поэтому все внешние прелести Сатурна продемонстрированы землянам и уже не создают ажиотажного любопытства. Несмотря на тот огромный архив сведений о планете, на мой взгляд, имеются неточные сведения, а точнее, допущены ошибки в расчетах, в первую очередь, массы, плотности и ускорении свободного падения.

Своей задачей я ставлю одну цель уточнить физические параметры данной планеты, для расчетов потребуются некоторые справочные данные Википедии [3].

R=1,43344937·10 12 м – большая полуось

m=5,6846·10 26 кг – масса

V=8,2713·10 23 м 3 – объем

r=5,8232·10 7 м – радиус

v=9,69·10 3 м/с – орбитальная скорость

g=10,44 м/с 2 – ускорение св. падения

Θ=134 К – температура, уровень 1 бара

Найдем силу притяжения Сатурна к Солнцу в соответствии со 2-м законом Ньютона.

Вычислим массу Сатурна, используя параметры спутника Титана. Радиус окружности, по которой движется Титан, равен 1,22187·10 9 м, а период его обращения равен 15,945 сут. (1,377648·10 6 с).

Энергетический коэффициент для Сатурна (G_E) с учетом, что температура 134 К соответствует давлению в 1 бар.

Масса Сатурна увеличилась почти на полпорядка.

Отсюда плотность Сатурна.

ρ=M/V=1,242847725·10 27 кг/8,2713·10 23 м 3 =1502 кг/м 3 (4)

Плотность вещества Сатурна превосходит плотность воды в 1,5 раза, что дает основание полагать о массивном и плотном ядре Сатурна.

Уточним силу притяжения с новыми значениями масс Солнца и Сатурна по закону всемирного тяготения. Предварительно вычислим гравитационный коэффициент между планетой и звездой.

Сила тяжести на Сатурне будет иметь следующее значение.

Уточним силу притяжения по формуле (1).

Для совпадения результатов по формулам (6) и (8) необходимо в (8) ввести поправочный (тепловой коэффициент) [4] его значение равно 0,96.

К=7,8155·10 22 /8,1411·10 22 =0,96

Сатурн выделяет в два раза больше теплоты, чем получает от Солнца. Быстрое вращение вокруг своей оси и присутствие мощного потока инфракрасного излучения способствуют возникновению сильных ветров в атмосфере.

Сатурн относят к газовым планетам и, видимо, поэтому его физические параметры занижены, но это неправильно.

Related Posts

2 комментария

«Эффект Джанибекова» и земные цивилизации.

7. Экспансия к звёздам вряд ли возможна. Времени между сменами полюсов не достаточно для этого. В других звёздных системах закон смены полюсов очевидно тоже действует и у них должны быть те же проблемы. Впрочем есть ряд условий при наличии которых экспансия вероятно возможна. Следы исчезнувших цивилизаций наверняка будут найдены на Луне и Марсе.
8.Отпадает необходимость для объяснения тех или иных фактов привлекать падение комет, астероидов и целых планет.
9.Необходимо пересмотреть историю Человечества которая бы учла все известные факты, и запретные не признанные артефакты должны занять своё законное место.

Наличие закона о периодическом переворачивании вращающихся тел в космосе, объясняет практически все необъяснимые до сих пор факты.
Буду рад услышать аргументированные возражения.

«Эффект Джанибекова» и земные цивилизаци».
(на гайке два ушка)
_____________________________
Ваша гипотеза (гипотезы) притянута за два ушка!
1. «Переворот будет сопровождаться сильнейшими землетрясениями, активнейшей вулканической и тектонической деятельностью в том числе горообразованием».

При толчке или сильнейшем землетрясении будет не горообразование, а оползни, после чего Гималаи должны превратиться в плато.

2. «Предыдущая цивилизация без сомнения была более развита чем наша на совремённом этапе. Они владели законами гравитации и успешно их применяли. Владели ядерными технологиями, имели летательные аппараты в том числе и космические. Поэтому вероятно они знали о законе переворачивания… и строили гигантские пирамидальные объекты которые могли бы выдержать предполагаемые катаклизмы».

Если предыдущая цивилизация была более развитой, то из артефактов нам наверняка достались бы неопровержимые свидетельства жизни в виде каких-то более совершенных носителей информации, а не глиняные пластинки или наскальные рисунки. А пирамиды в случае толчка при перевороте превратились бы в бесформенную груду камней и щебня.
И т.д.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник