Главная - Задачи астрономии - Определение масс небесных тел


Определение масс небесных тел
Наука - Задачи астрономии

Закон всемирного тяготения Ньютона позволяет измерить одну из важнейших физических характеристик небесного тела - его массу.

Массу небесного тела можно определить: а) из измерений силы тяжести на поверхности данного тела (гравиметрический способ); б) по третьему (уточненному) закону Кеплера; в) из анализа наблюдаемых возмущений, производимых небесным. телом в движениях других небесных тел.

Первый способ применим пока только к Земле и заключается в следующем.

На основании закона тяготения ускорение силы тяжести на поверхности Земли где т - масса Земли, a R - ее радиус. Отсюда масса Земли

Ускорение силы тяжести g (точнее, ускорение составляющей силы тяжести, обусловленной только силой притяжения), так же как и радиус Земли R , определяется из непосредственных измерений на поверхности Земли (см. sect; 46 и 62). Постоянная тяготения f достаточно точно определена из опытов Кэвендиша и Йолли, хорошо известных в физике.

С принятыми в настоящее время значениями величин g, R и f по формуле (2.25) получается масса Земли

Зная массу Земли и ее объем, легко найти среднюю плотность Земли. Она равна 5,52 г/см3

Третий, уточненный закон Кеплера позволяет определить соотношение между массой Солнца и массой планеты, если у последней имеется хотя бы один спутник и известны его расстояние от планеты и период обращения вокруг нее.

Действительно, движение спутника вокруг планеты подчиняется тем же законам, что и движение планеты вокруг Солнца и, следовательно, уравнение (2.24) может быть записано в этом случае так:

где - М, т и mc - массы Солнца, планеты и ее спутника, Т и tc - периоды обращений планеты вокруг Солнца и спутника вокруг планеты, a и ас - расстояния планеты от Солнца и спутника от планеты соответственно.

Разделив числитель и знаменатель левой части дроби этого уравнения па т и решив его относительно масс, получим

Отношение для всех планет очень велико; отношение же наоборот, мало (кроме Земли и ее спутника Луны) и им можно пренебречь. Тогда в уравнении (2.26)

останется только одно неизвестное отношение , которое легко из него определяется. Например, для Юпитера определенное таким способом обратное отношение  равно 1 : 1050.

Так как масса Луны, единственного спутника Земли, сравнительно с земной массой достаточно большая, то отношением  в уравнении (2.26) пренебрегать нельзя. Поэтому для сравнения массы Солнца с массой Земли необходимо предварительно определить массу Луны. Точное определение массы Луны является довольно трудной задачей, и решается она путем анализа тех возмущений в движении Земли, которые вызываются Луной.

Под влиянием лунного притяжения Земля должна описывать в течение месяца эллипс вокруг общего центра масс системы Земля - Луна.

По точным определениям видимых положений Солнца в его долготе были обнаружены изменения с месячным периодом, называемые #8220;лунным неравенством #8221;. Наличие #8220;лунного неравенства #8221; в видимом движении Солнца указывает на то, что центр Земли действительно описывает небольшой эллипс в течение месяца вокруг общего центра масс #8220;Земля - Луна #8221;, расположенного внутри Земли, на расстоянии 4650 км от центра Земли. Это позволило определить отношение массы Луны к массе Земли,

которое оказалось равным . Положение центра масс системы #8220;Земля - Луна #8221; было найдено также из наблюдений малой планеты Эрос в 1930-1931 гг. Эти наблюдения дали для отношения масс Луны и Земли величину   . Наконец, по возмущениям в движениях искусственных спутников Земли отношение масс Луны и Земли получилось равным . Последнее значение наиболее точное, и в 1964 г. Международный астрономический союз принял его как окончательное в числе других астрономических постоянных. Это значение подтверждено в 1966 г. вычислением массы Луны по параметрам обращения ее искусственных спутников.

С известным отношением масс Луны и Земли из уравнения (2.26) получается, что масса Солнца MЅ в 333 000 раз больше массы Земли, т.е.

MЅ   2 times; 1033 г.

Зная массу Солнца и отношение этой массы к массе любой другой планеты, имеющей спутника, легко определить массу этой планеты.

Массы планет, не имеющих спутников (Меркурий, Венера, Плутон), определяются из анализа тех возмущений, которые они производят в движении других планет или комет. Так, например, массы Венеры и Меркурия определены по, тем возмущениям, которые они вызывают в движении Земли, Марса, некоторых малых планет (астероидов) и кометы Энке - Баклунда, а также по возмущениям, производимым ими друг на друга.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Планеты соседи:

Меркурий. Исследование планеты

News image

Небольшая величина Меркурия и его постоянная близость к Солнцу делают эт...

Юпитер. Спутники

News image

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника открыты еще Галилеем - ...

Марс. Общие сведения

News image

Марс - четвертая планета Солнечной системы. По основным физическим характеристикам Ма...

Фотосфера

News image

Видимая поверхность Солнца. Достигая толщины около 0,001 RD (200-300 км), пл...

В космосе...

Космонавты Волков и Кононенко совершат свой первый выхо

News image

Российские члены экипажа 17-й экспедиции на МКС, молодые космонавты Сергей Волков и Олег Кононенко, не имевшие опыта космических полетов, в но...

Темная материя оказалась эликсиром долголетия звезд

News image

Астрономы установили, что если верна теория суперсимметрии, то звезды, находящиеся в плотных облаках темной материи, могут оставаться молодыми в течение вс...

В океанах спутника Юпитера нашли много кислорода

News image

Американский астроном установил, что на спутнике Юпитера Европе содержится намного больше кислорода, чем считалось до сих пор. Ученый выступил с до...

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАЗРАБОТКА КОТОРЫХ БЫЛА ПРЕКРАЩЕН

News image

Разработка платформ ДС-У4, ДС-У5 осуществлялась по инициативе ОКБ-586 в порядке развития функциональных возможностей унифицированных космических платформ серии ДС-У. Платформа ДС-У4 предназначалась дл...

Garnek ciśnieniowy смотрите на сайте.

Авторизация



Новости космонавтики:

Нержавейка цена за 1 кг

News image

Если в составе стали присутствует никель и легированной хромом тогда металл получает высокую стойкость к негативным факторам. Сплав сохраняет свою прочность и остальные свойства. Поэтому ме...

Шугаринг

News image

Шугаринг предлагает следующие достоинства:...

Как усилить влияние музыки

News image

Стоит понимать, что выбор музыки также и контроль её воспроизведения невероятно важны, поэтому стоит изучить различные музыкальные направления и разные новинки музыки, чтобы понять, как ...

День сакэ

News image

Существуют основные ингредиенты сакэ, их не меняют, это высококачественная вода и отборный рис. Существуют определенные разновидности напитка, которые содержат в составе крахмал и сахар. Рисовое ...