Масса урана в массах земли

Содержание

Планета Уран: описание, фото, интересные факты

Солнечная система > Система Уран > Планета Уран

Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии

Введение
Размер, масса и орбита
Состав и поверхность
Спутники Урана
Атмосфера и температура
Кольца Урана
История изучения

Уран – седьмая планета Солнечной системы и ледяной гигант: описание с фото, размер, наклон оси, расстояние от Солнца, атмосфера, спутники, кольца, исследование.

Уран — седьмая планета от Солнца и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.

Хотя его можно отыскать без использования увеличительных приборов, планетарный статус выявили лишь в 18-м веке. Давайте внимательнее изучим интересные факты об Уране для детей и взрослых.

Интересные факты о планете Уран

Открыт Уильямом Гершелем в 1781 году

Это тусклая планета, поэтому была недоступной древним людям. Сначала Гершель посчитал, что видит комету, но спустя пару лет объект получил планетарный статус. Ученый хотел назвать ее «Звездой Георга», но вариант Иоганна Боде подошел лучше.

Осевой оборот занимает 17 часов и 14 минут

Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.

Год длится 84 лет

Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.

Это ледяной гигант

Подобно остальным газовым гигантом, верхний слой Урана представлен водородом с гелием. Но ниже идет ледяная мантия, сосредоточенная над ледяным и скалистым ядром. Верхняя атмосфера – вода, аммиак и кристаллы метанового льда.

Морозная планета

При показателе температуры в -224°C считается самой холодной планетой. Периодически Нептун остывает еще сильнее, но большую часть времени мерзнет Уран. Верхний атмосферный слой укрыт метановой дымкой, скрывающей бури.

Есть два набора тонких колец

Частички крайне маленькие. Есть 11 внутренних и 2 наружных кольца. Сформировались при крушении древних спутников. Первые кольца заметили лишь в 1977 году, а остальные – на снимках телескопа Хаббл в 2003-2005 гг.

Имена лун даны в честь литературных персонажей

Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.

Отправили одну миссию

К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.

Размер, масса и орбита планеты Уран

При радиусе в 25360 км, объеме – 6.833 × 10¹³ км³ и массе – 8.68 × 10²⁵кг, планета Уран в 4 раза крупнее Земли и в 63 раза превосходит её по объему. Но не забывайте, что это газовый гигант с плотностью в 1.27 г/см³, поэтому здесь он уступает нам.

Физические характеристики планеты Уран

Полярное сжатие	0,02293
Экваториальный радиус	25 559 км
Полярный радиус	24 973 км
Площадь поверхности	8,1156·10⁹ км²
Объём	6,833·10¹³ км³
Масса	8,6832·10²⁵ кг 14,6 земных
Средняя плотность	1,27 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	8,87 м/с²
Вторая космическая скорость	21,3 км/c
Экваториальная скорость вращения	2,59 км/с 9 324 км/ч
Период вращения	0,71833 дней
Наклон оси	97,77°
Прямое восхождение северного полюса	257,311°
Склонение северного полюса	−15,175°
Альбедо	0,300 (Бонд) 0,51 (геом.)
Видимая звёздная величина	5,9 — 5,32
Угловой диаметр	3,3″—4,1″

Уран отличается наибольшим переменным расстоянием от Солнца. По сути дистанция колеблется между 2 735 118 110 км и 3 006 224 700 км. При среднем расстоянии в 3 млрд. км на один орбитальный проход уходит 84 года.

Вращение оси длится 17 часов и 14 минут (столько занимает день на Уране). На верхнем атмосферном слое заметен сильный ветер в сторону вращения. На некоторых широтах массы движутся быстрее и выполняют оборот за 14 часов.

Орбита и вращение планеты Уран

Афелий	3 004 419 704 км 20,083 305 26 а. е.
Большая полуось	2 876 679 082 км 19,229 411 95 а. е.
Эксцентриситет орбиты	0,044 405 586
Сидерический период обращения	30 685,4 дней 84.01 года
Синодический период обращения	369,66 дней
Орбитальная скорость	6,81 км/с
Средняя аномалия	142,955717°
Наклонение	0,772556°
Долгота восходящего узла	73,989821°
Аргумент перицентра	96,541318°
Спутники	27

Удивительно то, что эта планета совершает обороты практически на боку. Пока у одних наблюдается небольшой осевой наклон, показатель Урана достигает 98°. Из-за этого планета проходит сквозь кардинальные перемены. На экваторе ночь и день длятся нормально, но на полюсах они охватывают по 42 года!

Состав и поверхность планеты Уран

Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (83%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть еще один важный элемент – 2.3% метанового льда, который влияет на голубой окрас Урана. В составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди которых этан, диацетилен, ацетилен и метилацетилен. На нижнем фото можно внимательно изучить строение Урана.

Внутреннее строение Урана

При помощи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, а также ледяные облака водяного пара и аммиак с сероводородом. Именно поэтому Уран вместе с Нептуном именуют ледяными гигантами.

Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (водно-аммиачный океан) характеризуется высокой электропроводностью.

Масса ядра достигает всего 0.55 земной, а по радиусу – 20% от общего планетарного размера. Мантия – 13.4 земной массы, а верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы.

Плотность ядра – 9 г/см³, где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.

Спутники планеты Уран

Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 10¹⁹ кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 10²¹ кг у Титании.

Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты

Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.

Можно отметить также наличие аммиака, диоксида углерода, а скалистая порода – углеродистый материал и органические соединения. Полагают, что в Титании и Обероне на черте между ядром и мантией может существовать жидкий водяной океан. Поверхность щедро усеяна кратерами. Самой молодой и «чистой» считается Ариэль, а вот Умбриэль – старушка со шрамами.

У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.

Спутники и кольца Урана

Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.

Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.

Есть 9 нерегулярных спутников, чья орбита расположена дальше Оберона. Они были захвачены уже после формирования самой планеты: Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракс, Маргарита, Просперо, Сетебос и Фердинанд. Они охватывают 18-150 км. Все вращаются в ретроградном направлении, кроме Маргариты.

Атмосфера и температура планеты Уран

Атмосфера Урана также делится на слои, определяемые температурой и давлением. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Дистанционные зонды способны опускаться до 300 км вглубь.

Можно выделить тропосферу (300 км ниже поверхности и 50 км над ней с давлением в 100-0.1 бар) и стратосферу (50-4000 км и 0.1-10¹⁰ бар).

Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления

Наиболее плотный слой – тропосфера, где нагрев достигает 46.85°C и опускается до -220°C. Верхняя область считается самой морозной в системе. Большая часть ИК-лучей создаются в тропопаузе.

Здесь располагаются облака: водные, ниже идут аммиачные и сероводородные, а сверху – тонкие метановые. В стратосфере температура меняется от -220°C до 557°C, к чему приводит солнечная радиация. На этом слое отмечают этановый смог, создающий внешний вид планеты. Есть ацетилен и метан, которые прогревают этот шар.

Термосфера и корона охватывают 4000-50000 км от точки «поверхности», где температура держится на 577°C. Пока никто точно не знает, как планете удается так прогреваться, ведь она удалена от Солнца, а внутреннего тепла недостаточно.

По погоде напоминает старших газовых гигантов. Есть полосы, совершающие обороты вокруг планеты. В итоге, ветры разгоняются до 900 км/ч, приводя к масштабным штормам. В 2012 году телескоп Хаббл заметил Темное пятно – гигантский вихрь, простирающийся на 1700 км х 3000 км.

Кольца планеты Уран

Кольца планеты Уран состоят из темных частичек, чей размер от микрометра до доли метра, поэтому их не так легко разглядеть. Сейчас удается выделить 13 колец, среди которых наиболее яркое – эпсилон. Если не считать двух узких, то тянутся в ширину на несколько км.

Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

Кольца молодые и сформировались уже после самой планеты. Есть мнение, что выступают частью разрушенной луны (или нескольких). Одно из первых наблюдений за кольцами выполнили Джеймс Эллиот, Джессика Минк и Эдвард Данхем в 1977 году. В период затмения звезды HD 128598 они отыскали 5 формирований.

Кольца появились и на снимках Вояджера-2 в 1986 году. А новые обнаружил уже телескоп Хаббл в 2005 году. Крупнейшее вдвое шире планеты. В 2006 году обсерватория Кека показала кольца в цвете: внешнее – синее, а внутреннее – красное. Остальные кажутся серыми.

История изучения планеты Уран

Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.

Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.

Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.

В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.

Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.

Карта поверхности планеты Уран

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Полезные статьи:

Положение и движение Урана

Строение Урана

Поверхность Урана

Ссылки

Состав системы Урана

v-kosmose.com

Поверхность Урана

Солнечная система > Система Уран > Планета Уран > Поверхность Урана

Уран – это шар изо льда и газа, поэтому нельзя наверняка сказать, что представляет собой его поверхность Урана. Если пытаться посадить на Уран космический корабль, он бы просто опускался сквозь верхнюю часть атмосферы из гелия и водорода к жидкому ледяному центру.

Строение Урана

Когда мы рассматриваем Уран, нам видно сине-зеленый цвет, который исходит от поверхности Урана. Данный цвет является солнечными лучами, отражающимися от поверхности Урана. В атмосфере Урана содержится гелий и водород, но самое главное то, что в ней содержится большое количества метана.

Этот метан поглощает красную часть спектра света, тогда как фотоны синего конца спектра отражаются и возвращаются обратно в космос. Так полный спектр солнечного света, начиная с красного и заканчивая оранжевым поглощается, а сине-зеленая часть спектра отражается обратно. Поэтому поверхность Урана и имеет такой цвет.

Погодные изменения на атмосфере-поверхности Урана

Но что, если представить поверхность Урана твердой, и по ней можно было бы ходить. Вас могло бы удивить, что вы испытали бы лишь 89% силы тяжести, от той, которая чувствуется на Земле. В то время как масса Урана в 14,5 раз превышает массу Земли, его объем в 63 раза больше от объема Земли. Уран – это вторая наименее плотная планета в Солнечной системе, поэтому он отличается относительно слабой гравитацией на своей поверхности.

Положение и движение Урана

Поверхность Урана

o-kosmose.net

ГРАВИТАЦИЯУран планета

Демократия в Космосе зависит от Закона всемирного тяготения

Поскольку данный закон, как показала практика, не совсем демократичен, то следует уточнить физические параметры.

R=2,876679082·10¹² м – большая полуось

m=8,6832·10²⁵ кг – масса

V=6,833·10²²м³– объем

r=2,5362·10⁷ м – радиус

v=6,81·10³ м/с – орбитальная скорость

g=8,87 м/с² – ускорение св. падения

Т=2,65121856·10⁹ с – сидерический период обращения

Θ=76 К – температура, уровень 1 бара [1].

По закону всемирного тяготения физические параметры планет связаны с их массой. В Космосе, где небесные тела находятся в разной удаленности от Солнца и имеют разную температуру, данный закон работает не корректно, в этом мы убеждались неоднократно. Поэтому, прежде всего, необходимо вычислить массу планет, а затем уточнить их физические параметры. Чтобы определить массу Урана необходимо воспользоваться орбитальными параметрами одной из лун Урана. Возьмем самый крупный спутник Титанию, восьмой по величине среди всех спутников в солнечной системе. Радиус окружности, по которой движется Титания, равен 4,3591·10⁸ м, а период его обращения равен 8,71 дня (7,52544·10⁵ с) [2].

(1)

Энергетический коэффициент (G_E) для Урана с учетом его температуры 76 К, которая соответствует давлению в 1 бар.

(2)

Масса Урана увеличилась в 3,8 раза.

Отсюда плотность Урана.

ρ=M/V=3,3342·10²⁶ кг/6,833·10²²м³=4879 кг/м³ (3)

Плотность вещества Урана возросла и приблизилась к плотности планет земной группы, что дает основание полагать о массивном и плотном ядре Урана.

Уточним силу притяжения с новыми значениями масс Солнца и Урана по закону всемирного тяготения. Предварительно вычислим гравитационный коэффициент между планетой и звездой.

(4)

(5)

Ускорение свободного падения на Уране близко к земному.

(6)

Уточним силу притяжения по второму закону Ньютона

(7)

Для совпадения результатов по формулам (5) и (7) необходимо в (7) ввести поправочный (тепловой) коэффициент К [3] его значение равно 0,95.

К=5,152·10²¹/5,375·10²¹=0,95

Для сравнительного анализа сведем вновь полученные данные и справочные в таблицу 1.

Таблица1.

Уран	Масса, М (кг)	Энергетический коэффициент, G_E	Ускорение своб. падения, g (м/с²)	Плотность, ρ (кг/м³)
Параметры новые	3,342·10²⁶	1,73·10^-11	8,96	4879
Параметры справочные	8,6832·10²⁵	G (Нм²/кг²) 6,67·10^-11	8,87	1270

Уран самая холодная планета

Минимальная температура на газовой поверхности Урана составляет 49 К (-224° C), что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает ураганные бури.

Уран рассеивает теплоту меньше других планет. Весьма характерное сравнение с Нептуном, который близок по размерам, но находится на более удаленной от Солнца орбите. Источник [4] указывает, что «Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, а Нептун излучает в 2,61 раза больше». Это обстоятельство стало для ученого мира очередной загадкой. На данный момент существует две гипотезы, пытающиеся объяснить холодный мир Урана. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. По второй гипотезе предполагается, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность [4].

На мой взгляд, обе гипотезы не состоятельны. По первой гипотезе, если Уран и подвергся ударному действию огромного космического объекта, то он бы не то что не потерял свое тепло, а наоборот, теплоты бы только прибавилось. По второй версии существования внутреннего теплового барьера. На Земле есть хорошие природные теплоизоляторы, например, кора пробкового дерева или шерсть животных. Для того чтобы опоясать подобными теплоизоляторами (схожими по тепловым свойствам) такую огромную планету, как Уран, это конечно не возможно. Но, если гипотетически представить, что в Уране присутствует тепловая барьерная сфера, то куда должно деваться внутреннее тепло данной планеты? Оно должно накапливаться, т.к. такое огромное небесное тело должно тепло генерировать. Тогда, спустя определенное время, тепловая оболочка должна расшириться и лопнуть. Если она сверхпрочная и плотная, то Уран должен был бы давно взорваться.

Поэтому, в Уране нет никаких тепловых барьерных сфер. Тогда где теплота? Здесь также две версии: 1) либо ошиблись при измерениях, 2) либо атмосфера Урана обладает повышенной теплопроводностью, например, как на спутнике Сатурна Титане.

Магнитное поле Урана

Рис. 1. Расположение магнитных диполей планет относительно осей вращения.

До 1986 года, перед исследованием «Вояджера-2», предполагалось, что магнитное поле Урана соответствует направлению солнечного ветра. В этом случае геомагнитные полюса должны были бы совпадать с географическими, которые лежат в плоскости эклиптики. Измерения «Вояджера-2» позволили обнаружить у планеты весьма специфическое магнитное поле, ось которого на 1/3 радиуса удалена от геометрического центра и наклонена на 59 градусов относительно оси вращения. Т.е. магнитный диполь смещён от центра планеты к северному географическому полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты. Эта асимметрия приводит к тому, что напряжённость магнитного поля на поверхности в южном полушарии может составлять 0,1 гаусса, тогда как в северном полушарии может достигать 1,1 гаусса (рис. 1). [5].

Магнитное поле Урана формируется в определенной части мантии и это является очередной загадкой для астрофизиков. Необычное магнитное поле Урана работает независимо от оси вращения планеты и положения ее ядра. Кроме Урана, аналогичное смещённое и «накренившееся» магнитное поле также наблюдается и у Нептуна, в связи с этим, в ученом мире, существует мнение, что такая конфигурация является характерной для ледяных гигантов.

На мой взгляд, дело не в специфике строения ледяных гигантов. Например, у планеты Земля ось магнитного диполя также не проходит через геометрический центр вращения и также удалена от него на расстояние почти на 1/4 радиуса планеты (1545 км) [6]. Тем не менее, во всех учебниках физики представлена, как основная теория – «теория гидромагнитного динамо», которая утверждает, что магнитное поле формируется в ядре. Каким образом магнитное поле может формироваться в ядре, если магнитная ось проходит почти по касательной к данному ядру?

Относительно аномального смещения магнитного диполя Урана и его магнитосферы в целом. Аномалия возникает, в основном по двум причинам: 1) длительный период обращения вокруг Солнца (84 земных года), 2) расположение оси вращения (98° от вертикали). Период, в течение которого одно полушарие полностью и непрерывно освещено Солнцем, длится 42 года. Этот период длительного дня или лета. Другое полушарие в это время пребывает в полной темноте и при самой низкой температуре (зима). Несмотря на удаленность от Солнца освещенное полушарие подпитывается солнечной энергией, которая растягивает атмосферу этого полушария, которая становится разреженней, возможно через эту полусферу и утекает теплота планеты. В результате в расплавленной мантии вокруг ядра возникает температурный градиент и разность давлений, что заставляет магму перемещаться по тороиду вокруг ядра. В процессе движения происходит трибозарядка в смежных слоях магмы, вызывая пульсирующий ток в виде разрядных молний, которые индуцируют магнитное поле.

Кроме того, структура магнитного поля имеет ярко выраженный квадрупольный характер. То есть фактически магнитное поле Урана имеет 4 полюса, два северных и два южных полюса. Такая необычная геометрия приводит к очень асимметричному распределению напряженности магнитного поля в разных полушариях планеты.

Смещение диполя в сторону южного магнитного полюса означает, что ядро с расплавленной магмой смещено относительно геометрического центра в сторону неосвещенного полушария. Точнее сказать, смещена атмосфера относительно массивного ядра. Т.е. из-за продолжительного нагрева одного полушария возникает дисбаланс атмосферы относительно массивного ядра. На это указывает аномальное расположение магнитного диполя планеты Уран.

Источники

Уран, Википедия /URL: https://goo.gl/LGUCf1
Титания, Википедия / URL: https://goo.gl/oZcZvJ
Ершов Г.Д., Меркурий планета, Гравитация / URL: https://gennady-ershov.ru/planety/merkurij-planeta.html
Pearl J.C., Conrath B.J., Hanel R.A., Pirraglia J.A. The Albedo, Effective Temperature, and Energy Balance of Uranus as Determined from Voyager IRIS Data. Icarus 84: 12-28, 1990
Магнитосфера Урана, Galspace / URL: http://galspace.spb.ru/index416.html
Ершов Г.Д., Магнитное полюса Земли, Гравитация / URL: https://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnye-polyusa-zemli.html

Назад Вперед

gennady-ershov.ru

Движение, размеры, масса Урана

Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0,8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84,01 земного года. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете.

Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры).

У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причины «лежачего» обращения Урана точно неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из полюсов Урана — северный. Разговор этот отнюдь не подобен спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же на самом деле сложилась такая ситуация с вращением Урана, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы. Почти все гипотезы подразумевают вращение планет в одну сторону. Если Уран образовался, лежа на боку, то это сильно не состыкуется с догадками о происхождении нашей планетной системы. Правда, сейчас все больше полагают, что такое положение Урана — результат столкновения с большим небесным телом на ранних стадиях формирования планеты. Подобная же проблема связана и с Венерой, которая хоть и не лежит на боку, но так же вращается в обратную сторону.

Уран относят к числу планет-гигантов: его экваториальный радиус (25600 км) почти в четыре раза, а масса (8,7*10²⁵ кг) — в 14,6 раза больше, чем у Земли. При этом средняя плотность Урана (1,26 г/см³) в 4,38 раза меньше, чем плотность Земли. Относительно малая плотность типична для планет-гигантов: в процессе формирования из газово-пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным «строительным материалом», тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.

его масса и плотность в ядре и на поверхности

Уран, изображение Хаббла

В то время, как Юпитер и Сатурн, в основном, состоят из водорода и гелия, ледяной гигант — Уран, сильно отличается от них. Он состоит в основном из различных льдов, воды, аммиака и метана. Масса его в 14,5 раз больше веса Земли. Астрономы полагают, что весь лед на планете составляет от 9,3 до 13,5 масс Земли. Водород и гелий составляют лишь около 0,5-1,5 массы Земли. Остальная часть, вероятно, представлена скалистым материалом.

Строение Урана

Он состоит из трех слоев: каменное ядро — в центре, окружающая ядро, — ледяная мантия и внешняя газовая оболочка из водорода и гелия.

Ядро очень маленькое, и весит только половину массы Земли. Небольшая, также, — ледяная мантия. Эта мантия состоит вовсе не изо льда, как мы это понимаем, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других веществ. Астрономы иногда называют эту мантию, как водно-аммиачный океан.

Плотность Урана

Составляет 1,27 г/кубический сантиметр. Он является второй, наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.

Плотность Сатурна 0,687 г/ см 3. Земля же, самая плотная планета (5,51 г/см 3)

Диаметр — 51118 км. Вы, наверное, знаете, что он вращается вокруг своей оси, чуть более, чем за 17 часов. Быстрое вращение, его слегка расплющивает. Иными словами, диаметр от полюса до полюса немного меньше, чем диаметр по экватору. Диаметр от полюса до полюса 49946 км. А экваториальный диаметр на 1172 км больше.

Если предположить, что вы находитесь на поверхности Урана (это не возможно, по многим причинам), то вы могли бы испытать 89% силы тяжести от Земной.

Если бы предмет падал на Уране, то он бы ускорялся со скоростью 8,69 м/с 2.

Это довольно странно, что планета в 14 раз больше Земли, а притягивает с меньшим ускорением. Масса является важным параметром, но все зависит от плотности планеты. Он является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе (после Сатурна). При его объеме, вмещающем 63 Земли, масса только в 14 раз больше, чем у нашей планеты. Так что, если вы смогли бы стоять на поверхности планеты, то практически бы не заметили различий с Земной гравитацией.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 3870

spacegid.com

Масса Земли в цифрах

Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Масса Земли

Узнайте точно, какая масса Земли – третьей планеты Солнечной системы. Описание формулы расчета, уравнение с составляющими и конечный результат массы планеты.

Масса Земли достигает отметки в 5.9736 х 10²⁴ кг. Это крупное число, но, чтобы наш мозг попал в шоковое состояние, то в полном виде – 5 973 600 000 000 000 000 000 000 000 кг. Вау!

Как узнать массу Земли?

Но ведь интереснее узнать, как вообще смогли понять, какая масса Земли? Все дело в гравитации, которую наша планета оказывает на ближайшие объекты.

Физика говорит нам, что любые тела с массой притягиваются. Если вы положите рядом два бильярдных шарика, то они будут стремиться к соседнему. Эта сила не заметна нам, но приборы улавливают благодаря своей чувствительности. Это вычисление поможет вывести массу обоих.

Ньютон предположил, что масса сферических объектов сосредоточена в их центрах. Тогда можно воспользоваться уравнением:

F = G (M1* M2/R²).

F – сила тяжести между ними.
G – постоянная = 6.67259 × 10^-11 м³/кг с².
-M1 и M2 – притягивающиеся массы.
R – дистанция между ними.

Допустим, что одна из масс представлена Землей, а второй будет килограммовая сфера. Сила между ними – 9.8 кг * м/с². Земной радиус – 6 400 000 м. Если добавите эти значения в формулу, то получите 6 x 10²⁴ кг.

Важно отметить, что в вопросе правильно использовать слово «масса», а не «вес», потому что последнее понятие выступает силой, которая нужна для вычисления гравитационного поля. Можно взять мяч и взвесить его на Земле и Луне, и отметка будет меняться. Но масса – стабильное число и земная – постоянна.

Кажется, что это много, но не будем забывать, что в нашей системе есть объекты и крупнее. Например, наша звезда превосходит земную массу в 330000 раз, а Юпитер в 318 раз. Есть, конечно, и крошки. Так марсианская масса занимает лишь 11% земной.

Нам повезло из-за наивысшего показателя планетарной плотности в системе – 5.52 г/см³. Это значение досталось от металлического ядра, вокруг которого сосредоточен слой скалистой мантии. Менее плотные планеты, вроде гигантского Юпитера, представлены водородом и прочими газами. Теперь вы знаете чему равна масса Земли.

Масса Земли

Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Масса Земли

Масса Земли равна: 5,9736·10²⁴ кг.

Если бы Землю де-факто можно было поделить на несколько частей, то 32% были бы железом, 30% — кислородом, 15% — кремнием, 14% — магнием. Далее расположились бы другие наиболее распространенные элементы – сера, никель, кальций и алюминий.

Плотность Земли составляет 5.5 г/см3. Фактически она представляет собой самую плотную планету в Солнечной системе. Между тем, в связи с ее размером, такое утверждение справедливо лишь частично. Меркурий же принято считать второй по счету планетой с наиболее высокой плотностью, однако, не будь он таких малых размеров, не уступал бы по показателям Земле. Для последней характерна настолько сильная гравитация, что показатели ее плотности превышают аналогичные Меркурия.

Как науке стала известна масса Земли? Путем наблюдения за падением предметов вследствие гравитации. Чем выше масса объекта, тем выше будет уровень гравитации применительно к нему. Если можно вычислить, как гравитация такого объекта, как Земля, влияет на ускорение другого объекта, этот показатель будет определен как масса.

В действительности астрономы не знали точной массы Меркурия или Венеры, пока они не разместили космический корабль на их орбиту. Долго они пользовались приблизительными подсчетами, но кружащий по орбите космический корабль помог прояснить вопрос. Кстати, масса Плутона известна благодаря данным орбиты Харона — его спутника.

Строение Земли

Поверхность Земли

Положение и движение Земли