Колко тежи един астронавт
Представете си, че тръгваме на пътешествие из Слънчевата система. Каква е силата на гравитацията на други планети? На кои ще ни е по-лесно от Земята и на кои по-трудно?
Докато още не сме напуснали Земята, нека направим следния опит: мислено да се спуснем до един от земните полюси и след това да си представим, че сме се пренесли на екватора. Чудя се дали теглото ни се е променило?
Известно е, че теглото на всяко тяло се определя от силата на привличане (гравитацията). Тя е право пропорционална на масата на планетата и обратно пропорционална на квадрата на нейния радиус (за първи път научихме за това от училищен учебник по физика). Следователно, ако нашата Земя беше строго сферична, тогава теглото на всеки обект, когато се движи по нейната повърхност, ще остане непроменено.
Но Земята не е сфера. Той е сплескан на полюсите и издължен по екватора. Екваториалният радиус на Земята е с 21 км по-дълъг от полярния. Оказва се, че силата на гравитацията действа върху екватора сякаш отдалеч. Нищо, че теглото на едно и също тяло на различни места по Земята не е еднакво. Предметите трябва да са най-тежки на земните полюси и най-леки на екватора. Тук те стават 1/190 по-леки от теглото си на полюсите. Разбира се, тази промяна в теглото може да бъде открита само с помощта на пружинен баланс. Леко намаляване на теглото на обектите на екватора също възниква поради центробежната сила, произтичаща от въртенето на Земята. Така теглото на възрастен човек, пристигащ от високите полярни ширини до екватора, ще намалее общо с около 0,5 кг.
Сега е уместно да се запитаме: как ще се промени теглото на човек, докато пътува из просторите на Слънчевата система?
Първата ни космическа станция е Марс. Колко би тежал човек на Марс? Направете това изчислениене е трудно. За да направите това, трябва да знаете масата и радиуса на Марс.
Както знаете, масата на "червената планета" е 9,31 пъти по-малка от масата на Земята, а радиусът е 1,88 пъти по-малък от радиуса на земното кълбо. Следователно, поради действието на първия фактор, силата на гравитацията върху повърхността на Марс трябва да бъде 9,31 пъти по-малка, а поради втория - 3,53 пъти по-голяма от нашата (1,88 * 1,88 = 3,53). В крайна сметка там е малко повече от 1/3 от земната гравитация (3,53: 9,31 = 0,38). По същия начин може да се определи напрежението на гравитацията върху всяко небесно тяло.
Земята, но напрежението на гравитацията заема междинна позиция между планетите гиганти. На две от тях - Сатурн и Уран - силата на гравитацията е малко по-малка, отколкото на Земята, а на другите две - Юпитер и Нептун - повече. Вярно е, че за Юпитер и Сатурн теглото е дадено, като се вземе предвид действието на центробежната сила (те се въртят бързо). Последното намалява телесното тегло с няколко процента.
Трябва да се отбележи, че за планетите-гиганти стойностите на теглото са дадени на нивото на горния облачен слой, а не на нивото на твърдата повърхност, както при планетите от земна група (Меркурий, Венера, Земя, Марс) и Плутон.
На повърхността на Венера човек ще бъде почти 10% по-лек, отколкото на Земята. От друга страна, на Меркурий и Марс намаляването на теглото ще се случи с коефициент 2,6. Що се отнася до Плутон, на него човек ще бъде 2,5 пъти по-лек, отколкото на Луната, или 15,5 пъти по-лек, отколкото на Земята.
Съвсем ясно е, че човек може да пътува до други планети само в специален запечатан скафандър, оборудван с устройства за поддържане на живота. Теглото на костюма на американските астронавти, в който те излязоха на повърхността на Лупа, е приблизително равно на теглото на възрастен човек. Следователно стойностите на теглото на космически пътник на други планети, дадени от помпататрябва да се удвои поне. Само тогава ще получим стойности на теглото, близки до реалните.