Cual es la masa de la Tierra? Cuanto pesa la tierra

La Tierra está ubicada en el espacio exterior, por lo que es muy difícil saber el peso del planeta. ¡No puedes ponerla en la balanza! Por tanto, hablaremos del peso de aquellas sustancias que componen la Tierra, es decir, de su masa.

La masa de la Tierra es aproximadamente igual a 6.6 sesenta millones de toneladas. Para entender qué gran número es este, escribámoslo: 6,600,000,000,000,000,000,000.

¿Cómo supieron los científicos la masa de la Tierra?

Basaron su cálculo en la conocida propiedad de que todos los cuerpos se atraen entre sí. Es esta cualidad suya la que está en el corazón de la gravedad. Según la ley de la gravedad, la fuerza de atracción de dos cuerpos depende de sus masas y de la distancia entre ellos. Cuanto más grandes son los objetos, mayor es la fuerza de su atracción y, a la inversa, cuanto más lejos se encuentran unos de otros, menos se sienten atraídos.

Cómo los científicos "pesaron" la Tierra.

Para ello, tomaron un pequeño peso, lo colgaron, midiendo la posición exacta. Luego se acercó una tonelada entera de metal a la carga suspendida. El peso y el metal comenzaron a gravitar uno hacia el otro. La carga se ha desviado ligeramente de su posición original (la desviación es de aproximadamente una millonésima de centímetro. Por eso las mediciones deben realizarse con especial precisión).

Habiendo determinado la cantidad de deflexión de la carga, los científicos pudieron comenzar a calcular el peso de la Tierra. Para hacer esto, necesita conocer la fuerza de atracción entre la Tierra y la carga y entre el metal y la carga. La diferencia relativa entre los dos que muestran los geles nos dará la masa de la Tierra.

¿De qué está hecha la masa terrestre? La superficie de la Tierra está cubierta con una corteza de roca dura, debajo está el manto terrestre, que también consta de roca sólida, y en el medio está el núcleo del planeta. La temperatura en el centro de la Tierra es muy alta, por lo que el núcleo está hecho de materia fundida.

Suficiente interés Preguntar, de donde sigue el segundo, no menos interesante: cómo los científicos lograron medir la masa de nuestro planeta.

Sin embargo, comencemos en orden.

Como resultado de los cálculos, el escocés llegó a la conclusión de que el peso del planeta Tierra es 5 879 000 000 000 000 000 000 ... Una figura impresionante.

Los científicos modernos han repetido los cálculos, habiendo recibido una cifra. 5 976 000 000 000 000 000 000 (5.976 billones de toneladas).

Como puede ver, la diferencia en comparación con los cálculos del siglo XVIII es de "sólo" 97 sextillones de toneladas, lo que es relativamente pequeño.

Cabe señalar que el peso de nuestro planeta aumenta cada año. Esto se debe al polvo cósmico, 30.000 toneladas de las cuales se depositan en la superficie de la Tierra cada año.

¿Cómo lograste medirlo?

Por supuesto, los científicos no pueden colocar un cuerpo cósmico completo en escalas gigantes y ver el resultado.

Tenían que buscar formas más astutas, pero no menos precisas. Para medir la masa de la Tierra, utilizaron la gravedad, la fuerza que hace que cualquier objeto material de nuestro universo se atraiga entre sí.

Los científicos colgaron un peso muy pequeño y ligero de una cuerda y luego midieron su posición en el espacio con extrema precisión. A continuación, junto a la carga, colocaron un gran cubo de plomo que pesaba una tonelada. Como sabemos (¿sabemos?) Que cuanto más pesado es el objeto, más fuerte es su campo gravitacional que atrae a los cuerpos circundantes.

El campo gravitacional de un cubo de plomo de una tonelada atrajo un pequeño peso a sí mismo por unos 0.000.02 milímetros, pero esto resultó ser suficiente para encontrar la masa de nuestra Tierra usando cálculos matemáticos.

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Pocos saben hoy cuál es la masa de nuestro enorme e inmenso planeta, mientras que los científicos la han calculado hace mucho tiempo. Es igual a 5,98 · 10 24 kilogramos.

En nuestro artículo te contamos en detalle a qué es igual la masa de la Tierra y cómo se calcula.

Gravedad, masa y peso

La gravedad, la masa y el peso son algunas de las cantidades físicas básicas, sin embargo, muchas personas confunden estos conceptos. Es necesario aclarar el significado de cada uno de ellos.

• La gravedad es una fuerza que actúa sobre cualquier cuerpo ubicado cerca de la superficie de la tierra o en relación con otro cuerpo. En otras palabras, la fuerza de la gravedad es la fuerza con la que los cuerpos son atraídos hacia la superficie de la Tierra;
• El peso es la fuerza física o la cantidad con la que un cuerpo actúa sobre un soporte. Por ejemplo, si un cuerpo está en reposo sobre la superficie de la tierra, entonces el peso no es más que la fuerza con la que este cuerpo actúa sobre la superficie. La principal unidad de medida son los newton;
• La masa corporal es una medida que mide la capacidad de cualquier cuerpo material a la interacción gravitacional. Medido en gramos, kilogramos, centavos, toneladas. La atracción o interacción gravitacional, a su vez, subyace a la gravitación universal descubierta por I. Newton.

Masa terrestre

Medir la masa de la Tierra es un proceso histórico a largo plazo, al que se han aplicado las mentes de muchos de los más grandes científicos. Las dimensiones de nuestro planeta fueron descubiertas por primera vez por Eratóstenes alrededor del 240 a. C. mi.

Durante muchos siglos, el sistema geocéntrico de Ptolomeo prevaleció en la física y la astronomía, según el cual la Tierra estaba ubicada en el centro del sistema solar. Solo después del descubrimiento de N. Copernicus, I. Kepler, G. Galileo y otros comenzaron un estudio detallado de los parámetros del planeta Tierra. Se descubrieron las leyes básicas de la dinámica: las leyes de I. Newton, que sentó las bases para medir la masa de la Tierra.

La masa de la Tierra fue medida por primera vez en el siglo XVIII por el químico británico G. Cavendish. Por su experiencia, usó una configuración de equilibrio de torsión con bolas de plomo atadas en los extremos. Al llevar alternativamente dos grandes bolas de plomo a estas bolas, el científico estableció cuántas veces la fuerza de atracción de una bola pequeña a una grande difiere de la fuerza de atracción de la Tierra. Según los cálculos, la masa de la Tierra es 6 · 10 21 kilogramos. Este número está muy cerca del valor de la masa de la Tierra, aceptado ya en nuestro tiempo, es aproximadamente 5,98 · 10 24 kilogramos.

La fórmula para calcular la Tierra de acuerdo con las leyes básicas de la dinámica es la siguiente:

• M = q r 2 / G, donde:

q - aceleración gravitacional o aceleración gravitacional, impartida al cuerpo por la gravedad. Se mide en metros por segundo y depende principalmente de la latitud y la hora del día en la superficie del planeta Tierra. En física, el número 9,8 se toma para la aceleración gravitacional;

Érase una vez, la Tierra parecía infinita para el hombre. Pero cuanto más se acerca a los tiempos modernos, más claro es que el planeta todavía tiene límites, y no es tan grande ... pero mucho antes de que comenzara a acobardarse en la Tierra, la gente estableció el tamaño de su planeta de origen, e incluso su tamaño. peso.

Sin embargo, para ser precisos, la Tierra no tiene peso ... el peso - como recordamos de las lecciones de física de la escuela - es "la fuerza con la que el cuerpo actúa sobre una suspensión o soporte", y la Tierra no tiene ni uno ni otro, así que hablaremos de planetas de masa.

¿Cómo se estableció? Después de todo, el planeta no se pesó, de hecho (¿qué balanzas se necesitarían)?

Pero no es necesario que te pongas la balanza.

Primero, tuve que calcular el tamaño de la Tierra; esto está de vuelta en Antigua Grecia hizo Eratóstenes, comparando la longitud de la sombra de un palo clavado en el suelo en diferentes ciudades.

El siguiente paso siguió en el siglo XVII: G. Galileo determinó la aceleración de la caída libre.

Quedaba por "sustituir" los datos en la fórmula.

Por primera vez, la masa de la Tierra se calculó en 1774, y esto fue realizado por el escocés Dr. N. Makelin. El lo hizo - 5,879,000,000,000,000,000,000 toneladas - 5.879 sextillones de toneladas (así es como se lee).

En nuestro tiempo, la masa de la Tierra se estima de manera algo diferente: 5.976 sextillones de toneladas, no porque se calculó incorrectamente, sino porque la Tierra realmente se está volviendo cada vez más pesada: el polvo cósmico se deposita constantemente en ella, en una cantidad de aproximadamente 30 mil toneladas por año.

En cuanto a su composición, la Tierra es heterogénea. ¿Cómo se distribuye su masa?

La mayor parte de la masa de la Tierra cae sobre el manto, una capa que consta de silicatos de hierro, magnesio y calcio, esto es 4.043 1024 kg. El segundo "más pesado" - el núcleo, que consta de hierro (posiblemente - de hierro y níquel) - aproximadamente 1,931024 kg. La corteza terrestre, en la que vivimos, de hecho, tiene solo 0, 026 1024 kg, los océanos son 9t. agua líquida, sin la cual no se trataría de la aparición de la vida) - 0,0014 1024 kg, y la atmósfera, que - junto con el agua - hizo posible la vida en la Tierra - es incluso menor: 0,0000051 1024 kg.

¿Qué lugar ocupa la Tierra a este respecto entre los “hermanos y hermanas” del sistema solar?

Seamos realistas, no es el primero. Está lejos de los gigantes gaseosos: es inferior incluso al "más pequeño" de ellos - Urano - 14,5 veces, Neptuno - 17,2 veces, la masa de Saturno es 95,1 veces mayor que la de la Tierra, y Júpiter es 317,8 veces más pesado que nuestro planeta (sin embargo, este poseedor del récord ha dejado muy atrás a todos los demás planetas del sistema solar: su masa es 2,47 veces mayor que la de todos ellos combinados).

Pero hacia dónde se dirige nuestro planeta, por lo que es entre los planetas del grupo Terrestre (este es el nombre de los planetas que tienen una superficie dura, a diferencia de los gigantes gaseosos, de alta densidad y consisten principalmente en hierro y silicatos, a diferencia de los rocosos). planetas enanos de hielo): masa Marte - 0.108 Tierra, Venus - 0.815, Mercurio - 0.055. Di lo que quieras, es bueno saber que nuestro planeta de origen está al menos en algún lugar, ¡el primero!

La ciencia está plagada de una gran cantidad de diferentes datos interesantes... Me gustaría hablar de uno de ellos ahora. Eso va a ir sobre la masa de la Tierra y cómo fue posible calcularla.

Pioneros

Al principio, vale la pena decir que por primera vez las cifras de interés sobre la masa de la Tierra fueron recibidas por Neville Makelin de la ciudad escocesa de Perthshire en el lejano siglo XVIII, es decir, en 1774. Como resultado de sus cálculos, el científico escocés determinó que la masa de la Tierra es 5,879,000,000,000,000,000,000 de toneladas. ¿Cómo pronunciar este número correctamente? Entonces, eso es 5879 sextillones de toneladas.

Sobre el presente

Definitivamente vale la pena decir que estos números largo tiempo no dio tranquilidad a los científicos. ¿Makelin calculó todo correctamente, es posible que sus cálculos fueran incorrectos? Entonces, los físicos modernos decidieron verificar esto nuevamente y presentaron sus cálculos para su discusión. Según sus cálculos, la masa del planeta Tierra es 5.976.000.000.000.000.000.000, es decir, 5976 sextillones de toneladas. Esto es solo 97 sextillones de toneladas más que los resultados anteriores. Sin embargo, no tanto. Además, será importante el hecho de que el peso de la Tierra esté aumentando constantemente. Toda la culpa es el polvo cósmico (según algunos, pero no todos los científicos), que cada minuto se deposita en la superficie de nuestro planeta, dándole un peso adicional.

Acerca de las medidas

Mucha gente puede tener una pregunta lógica: "¿Cómo se puede medir la masa de la Tierra, porque no se puede simplemente tomarla y ponerla en una escala enorme?" Sin embargo, los científicos no temían las dificultades y tomaron como base el campo gravitacional, que provoca que los objetos se atraigan entre sí. Todos los cálculos se obtuvieron experimentalmente. Primero, se suspendió un pequeño peso en una cuerda, cuya posición en el espacio se midió. Además, junto a esta carga, los científicos colocaron un cubo de plomo bastante pesado, que pesaba una tonelada (después de todo, todos saben que cuanto más pesado es un objeto, más fuerte atrae su campo gravitacional a los objetos circundantes). En el curso de este experimento, el campo gravitacional de un enorme cubo de plomo atrajo un pequeño peso hacia sí mismo por solo 0.00002 milímetros, pero esto fue suficiente para que los científicos calculen la masa del planeta Tierra, habiendo recibido cifras tan codiciadas.

Sobre la expansión

Como se mencionó anteriormente, la masa de la Tierra aumenta constantemente. Sin embargo, hay que decir que nuestro planeta también se está expandiendo. Después de todo, ¿cómo se puede explicar el hecho de que todos los continentes se puedan unir sin problemas, como un gran rompecabezas? ¿Quizás esto signifique que todos estuvieron conectados una vez y luego divergieron? Cabe decir que por primera vez, el científico I.O. Yurkovskiy. Y, aunque en ese momento aún no había confirmación de esto, estos pensamientos no desaparecían sin dejar rastro y de vez en cuando eran visitados por una variedad de científicos de todo el mundo.

Sobre la formula

Existe una fórmula bastante simple que conecta la fuerza de gravedad en la Tierra, su masa, así como la distancia de su superficie al centro. En la versión literal, se verá como la relación entre la masa de la Tierra y el cuadrado de la distancia desde su centro a la superficie.

1. Si es posible probar que la fuerza de la gravedad disminuye con el tiempo, entonces se puede probar que el aumento en el planeta se debió al aumento de su volumen. Al mismo tiempo, la masa se mantuvo sin cambios.
2. Sin embargo, si probamos que la fuerza de la gravedad aumenta con el tiempo, entonces la siguiente conclusión es lógica: se trata del aumento de la masa de la Tierra.

Acerca de los cálculos

También vale la pena mencionar que hoy en día la masa de la Tierra puede ser calculada incluso por un escolar solo en casa. Para hacer esto, solo necesita conocer la fórmula anterior: g = φ (M / R 2). En primer lugar, debes extraer mucho de él. Entonces, mediante configuraciones simples obtenemos la siguiente relación: M = g R 2 / φ. Al mismo tiempo, el radio de la tierra ya se conoce, no es necesario calcularlo, es 6300 km (en metros - 6.38x10 6). Las variantes numéricas de gy φ se obtuvieron hace mucho tiempo por experiencia. Entonces, gracias a operaciones matemáticas bastante simples, puede obtener la cifra deseada, que es 5976 sextillones de toneladas.

Desarrollo de eventos

Entonces, ¿aumenta la masa de la Tierra con el tiempo? ¡Sí! Y esto ha sido probado por científicos modernos. Durante más de 50 años de observaciones en Washington, la gravedad ha aumentado de 980098 a 980120 miligal. En cuanto a Asia Central, estos indicadores fueron los siguientes: en promedio, la gravedad aquí aumentó en alrededor de 0.05-0.10 miligals por año. Sin embargo, ¿cuánto es, es mucho o no es suficiente? Si miras las cifras obtenidas en relación con años e incluso siglos, entonces esto es muy pequeño. Sin embargo, ¿si recalculamos estos indicadores durante millones de años? Los científicos también lo han hecho. Entonces, durante cien millones de años en la superficie de la Tierra, la fuerza de la gravedad se ha incrementado aproximadamente 2,5 veces. Al mismo tiempo, ¡el radio de nuestro planeta se ha duplicado! El siguiente hecho resultará interesante: incluso hace 600 millones de años, nuestro planeta era unas 6-8 veces más pequeño que su versión moderna. ¿Ha cambiado su masa al mismo tiempo? Los científicos aún no tienen una respuesta inequívoca a esta pregunta. El polvo del espacio cae a la Tierra, eso es seguro. Pero nadie sabe todavía cuánto está perdiendo el planeta.

¿Qué sucedió?

Sin embargo, ¿cómo ha cambiado el peso de nuestro planeta desde su formación? Los científicos lograron descubrir que la masa de la Tierra en las primeras etapas de su origen era 99 veces menor que su versión actual. Explicarlo todo es simple: incluso antes de que la atmósfera apareciera en la Tierra y se volviera adecuada para la vida, nuestro planeta fue constantemente atacado por asteroides gigantes. Los científicos creen que sólo gracias a tales "bombardeos" la Tierra ha perdido un exceso de peso innecesario y, por lo tanto, se ha vuelto apta para la vida. Y todo porque estos bombardeos llevaron el núcleo del planeta a un estado de "funcionamiento", incluido un proceso global dentro del propio planeta.

Método Henry Cavendish

Vale la pena decir que la masa de la Tierra fue de interés para muchos científicos diferentes. Uno de ellos es Henry Cavendish, quien intentó obtener estos números midiendo la constante gravitacional usando un dispositivo como una balanza de torsión. ¿A qué conclusión llegó finalmente? Entonces los resultados serán bastante interesantes. El científico dijo que la masa del planeta Tierra es igual a cero, ya que se encuentra en un estado de caída libre, y la gravedad que actúa sobre él desde otros objetos espaciales está mutuamente equilibrada y no conlleva un cambio en la posición de la Tierra en la trayectoria de su "caída".

Comparación: Sol

Todo el mundo sabe que nuestro planeta es parte del sistema solar, en cuyo centro se encuentra la estrella Sol. También debe decirse que este es el cuerpo más grande de este sistema, alrededor del cual giran todos los planetas. El siguiente hecho resultará ser muy informativo: ¡la masa del Sol es aproximadamente el 99,866% de la masa de todo el sistema solar! También quiero saber cuánto es esta estrella más grande que nuestro planeta de origen. Puedes averiguarlo gracias a cálculos sencillos. Si la masa del Sol es de 2 billones de billones de toneladas y la masa de la Tierra, como ya se mencionó, es de casi 6 sextillones, entonces la diferencia será bastante impresionante. ¡El centro de nuestro sistema, el Sol, es aproximadamente 333.000 veces más grande que el planeta Tierra!

Comparación: Luna

También vale la pena considerar números ligeramente diferentes. Me pregunto cuántas veces la masa de nuestro planeta es mayor que la masa de la Luna, nuestro satélite constante. Esta cifra es 81,3. Este valor fue adoptado como constante en 1964 por la Unión Astronómica Internacional. Es imperativo aclarar que hecho dado fue confirmado nuevamente en 1966.