Comprensione dei concetti
* Legge di Newton's Law of Universal Gravitation: Questa legge afferma che ogni particella di materia nell'universo attira ogni altra particella con una forza proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale alla piazza della distanza tra i loro centri. Matematicamente:
F =g * (m1 * m2) / r^2
Dove:
* F è la forza di gravità
* G è la costante gravitazionale (6.674 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2)
* M1 e M2 sono le masse dei due oggetti
* r è la distanza tra i loro centri
* Forza centripeta: Un oggetto che si muove in un percorso circolare sperimenta una forza verso il centro del cerchio. Questa forza è chiamata forza centripeta. È dato da:
Fc =(m * v^2) / r
Dove:
* m è la massa dell'oggetto
* V è la velocità orbitale dell'oggetto
* r è il raggio dell'orbita
* Periodo orbitale: Il tempo impiegato da un oggetto per completare un'orbita attorno a un altro oggetto.
Calcoli
1. Dati orbitali di terra:
* Raggio orbitale (R):1.496 x 10^11 m (distanza media tra terra e sole)
* Periodo orbitale (T):365.25 giorni =3.156 x 10^7 secondi
2. Velocità orbitale della Terra:
* v =2πr / t
* v =2 * π * (1.496 x 10^11 m) / (3.156 x 10^7 s)
* V ≈ 29.783 m/s
3. Forze di equipaggiamento:
* La forza di gravità tra il sole e la terra è ciò che tiene la Terra nella sua orbita. Pertanto, la forza gravitazionale (F) è uguale alla forza centripeta (FC).
* G * (m_sun * m_earth) / r^2 =(m_earth * v^2) / r
4. Risoluzione per la massa del sole (M_SUN):
* M_sun =(v^2 * r) / g
* M_sun =((29.783 m / s)^2 * 1.496 x 10^11 m) / (6.674 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2)
* M_sun ≈ 1.989 x 10^30 kg
confronto con la massa effettiva
La massa effettiva del sole è di circa 1,989 x 10^30 kg.
Risultato:
La massa del sole calcolata usando i dati orbitali della Terra è notevolmente vicina al valore effettivo. Ciò convalida la legge di Newton di gravitazione universale e mette in evidenza la sua importanza per comprendere i meccanici celesti.
