無論您是科幻迷,太空愛好者還是數百萬觀看宇航員在月球表面上gam的人,您都可能想知道您會在其他行星上對其他行星進行多少權衡太陽系。
為了解決這個問題,它首先有助於了解一些物理學101。
重量是由於其質量而在物體上施加的力重力。質量大致衡量物體的慣性,一旦運動,其對移動或停止的抵抗力。您的質量在整個宇宙中保持不變(在某些情況下討論的情況除外特殊相對論,但這是另一個故事),而您的體重會根據引起您的引力而變化,而這些力量因行星而異。
牛頓的普遍重力定律說,所有具有質量的東西都吸引了所有其他物質的東西,用力(a)與兩個物體質量的產物直接成熟,並且(b)與將其中心分開的距離正方形成反比。
換句話說,儘管重力隨著物體的增長而呈線性增加,但隨著它們之間的距離的增加,它呈指數下降(這種現象稱為逆方法律)。計算表面重力時,該距離是指將您(在地面上)與行星質量中心分開的空間。這意味著,行星的大小實際上對其重力和表面上的重量具有更大的相對影響。
牛頓的引力法作為一種公式而寫的是這樣:
f = g(((mm)/r2)
在哪裡
- f是兩個物體之間的引力,
- G是重力常數(6.674×10-11 Newtons X Meters2 / kograms2),
- m是地球的質量(kg),
- M是您的質量(kg),並且
- r是兩個質量中心(行星半徑)之間的距離(m)。
在數學上沒有太困境的情況下,我們可以看到這導致了令人驚訝的結果。在太陽系中採用最龐大的星球,木星,尖端是地球質量的316倍。您可能會想像您的體重是這裡的316倍。但是,由於木星的半徑氣球約為地球的大約11倍,因此其重力在其表面下降了1/112(假設您可以找到一種站在煤氣雲上的方法)。
但是,這並不意味著木星的重力與地球的比例為316 /112。要計算地球表面重力與任何其他天體的比率,您必須使用上面的公式分別計算它們,然後將所需的行星的重力除以地球。我們將為您提供工作:
- 汞:0.38
- 金星:0.91
- 地球:1.00
- 火星:0.38
- 木星:2.34
- 土星:1.06
- 天王星:0.92
- 海王星:1.19
- 冥王星:0.06
因為重量=質量X表面重力,將您的重量乘以地球上的數字將使您的體重在每個星球的表面上。如果您在地球上體重150磅(68公斤),則體重351磅。 (159千克)在木星上,57磅。 (26公斤)在火星上,僅為9磅。 (4公斤)在冥王星的矮星上。
注意汞火星具有相同的比例重力,即使火星幾乎是汞的兩倍。火星的尺寸是汞直徑的1.4倍,由於重力與距離之間的相反平方關係而勝過其額外質量的效果。
天王星和金星為這種現象提供了一個更明顯的例子:儘管天王星凸耳是金星的質量約為17.8倍,但其4.2倍 - 長直徑仍然否定了比例表面重力的差異。
最初出版現場科學。