ЯК визначити масу Землі :: Природничі науки

Ньютон називав масою кількість матерії. Зараз її визначають як міру інертності тел: чим важче предмет, тим важче надати йому прискорення. Щоб знайти інертну масу тіла, порівнюють тиск, який чиниться їм на поверхню опори, з еталоном, вводять шкалу вимірювання. Для обчислення маси небесних тіл використовують гравіметричний метод.

Інструкція

Всі тіла, що мають масу, збуджують в навколишньому просторі гравітаційні поля, подібно до того, як електрично заряджені частинки утворюють навколо себе електростатичне поле. Можна припустити, що тіла несуть в собі гравітаційний заряд, аналогічний електричному, або, по-іншому, володіють гравітаційної масою. З високою точністю було встановлено, що інертна і гравітаційна маси збігаються.

Нехай є два точкових тіла масами m1 і m2. Вони віддалені один від одного на відстань r. Тоді сила гравітаційного тяжіння між ними дорівнює: F = C · m1 · m2 / r ?, де С - коефіцієнт, який залежить лише від обраних одиниць виміру.

Якщо на поверхні Землі є невелика тіло, його розмірами і масою можна знехтувати, тому габарити Землі набагато перевершують їх. При визначенні відстані між планетою і поверхневим тілом розглядається тільки радіус Землі, т.к. висота розташування тіла пренебрежимо мала в порівнянні з ним. Виходить, що Земля притягує тіло з силою F = M / R ?, де M - маса Землі, R - її радіус.

Відповідно до закону всесвітнього тяжіння, прискорення тіл при дії сили тяжіння на поверхні Землі одно: g = G • M / R ?. Тут G - гравітаційна стала, чисельно рівна приблизно 6,6742 • 10 ^ (? 11).

Прискорення вільного падіння g і радіус землі R знаходяться з безпосередніх вимірювань. Константа G з великою точністю визначена в дослідах Кевендіш і Йоллі. Отже, маса Землі M = 5,976 • 10 ^ 27 г? 6 • 10 ^ 27 р