Qual è la massa della Terra? Quanto pesa la terra

La Terra si trova nello spazio esterno, quindi è molto difficile scoprire il peso del pianeta. Non puoi metterla sulla bilancia! Pertanto, parleremo del peso di quelle sostanze che compongono la Terra, cioè della sua massa.

La massa della Terra è di circa 6,6 e sessanta milioni di tonnellate. Per capire che numero enorme è questo, scriviamolo: 6,600,000,000,000,000,00,000.

Come facevano gli scienziati a conoscere la massa della Terra?

Hanno basato il loro calcolo sulla ben nota proprietà di tutti i corpi di essere attratti l'uno dall'altro. È questa loro qualità che sta al centro della gravità. Secondo la legge di gravità, la forza di attrazione di due corpi dipende dalle loro masse e dalla loro distanza tra loro. Più grandi sono gli oggetti, maggiore è la forza della loro attrazione e, al contrario, più si trovano l'uno dall'altro, meno sono attratti.

Come gli scienziati hanno "pesato" la Terra.

Per fare questo, hanno preso un piccolo peso, l'hanno appeso, misurando la posizione esatta. Quindi un'intera tonnellata di metallo è stata avvicinata al carico sospeso. Peso e metallo cominciarono a gravitare l'uno verso l'altro. Il carico si è leggermente deviato dalla sua posizione originale (la deviazione è di circa un milionesimo di centimetro. Ecco perché le misurazioni devono essere effettuate con particolare precisione).

Dopo aver determinato la quantità di deflessione del carico, gli scienziati sono stati in grado di iniziare a calcolare il peso della Terra. Per fare ciò, è necessario conoscere la forza di attrazione tra la Terra e il carico e tra il metallo e il carico. La differenza relativa tra i due che mostrano i gel ci darà la massa della Terra.

Di cosa è fatta la massa della Terra? La superficie della Terra è ricoperta da una crosta di roccia dura, al di sotto c'è il mantello terrestre, anch'esso costituito da roccia solida, e proprio nel mezzo c'è il nucleo del pianeta. La temperatura al centro della Terra è molto alta, quindi il nucleo è fatto di materia fusa.

Basta interesse chiedere, da cui segue il secondo, non meno interessante: come gli scienziati sono riusciti a misurare la massa del nostro pianeta.

Tuttavia, iniziamo con ordine.

Come risultato dei calcoli, lo scozzese è giunto alla conclusione che il peso del pianeta Terra è 5 879 000 000 000 000 000 000 ... Una cifra impressionante.

Gli scienziati moderni hanno ripetuto i calcoli, dopo aver ricevuto una cifra 5 976 000 000 000 000 000 000 (5.976 sestilioni di tonnellate).

Come puoi vedere, la differenza rispetto ai calcoli del XVIII secolo è "solo" 97 sestilioni di tonnellate, che è relativamente piccola.

Va notato che il peso del nostro pianeta aumenta ogni anno. Ciò è dovuto alla polvere cosmica, di cui 30.000 tonnellate si depositano sulla superficie terrestre ogni anno.

Come sei riuscito a misurarlo?

Naturalmente, gli scienziati non possono posizionare un intero corpo cosmico su scale gigantesche e vedere il risultato.

Dovevano cercare modi più astuti, ma non meno precisi. Per misurare la massa della Terra, hanno usato la gravità, la forza che provoca l'attrazione reciproca di qualsiasi oggetto materiale nel nostro universo.

Gli scienziati hanno appeso un peso molto piccolo e leggero a una corda, quindi hanno misurato la sua posizione nello spazio con estrema precisione. Successivamente, accanto al carico, hanno posizionato un grosso cubo di piombo del peso di una tonnellata. Come sappiamo (sappiamo?) che più pesante è l'oggetto, più forte è il suo campo gravitazionale che attrae i corpi circostanti.

Il campo gravitazionale di un cubo di piombo da una tonnellata ha attratto un piccolo peso di circa 0,000,02 millimetri, ma questo si è rivelato sufficiente per scoprire la massa della nostra Terra utilizzando calcoli matematici.

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Il pianeta Terra è il terzo pianeta più grande del sistema solare. È anche il più grande per massa, diametro e densità tra i pianeti terrestri (questo include Venere, Mercurio, Terra e Marte). Tuttavia, la Terra, ad esempio, nella sua massa è 14 volte inferiore a un altro pianeta gassoso: Urano.

Pochi oggi sanno quale sia la massa del nostro enorme e immenso pianeta, mentre gli scienziati l'hanno calcolata molto tempo fa. È uguale a 5,98 · 10 24 chilogrammi.

Nel nostro articolo, ti diremo in dettaglio a cosa è uguale la massa della Terra e come viene calcolata.

Gravità, massa e peso

Gravità, massa e peso sono alcune delle quantità fisiche di base, tuttavia molte persone confondono questi concetti. È necessario chiarire il significato di ciascuno di essi.

• La gravità è una forza che agisce su qualsiasi corpo situato vicino alla superficie della terra o relativo a un altro corpo. In altre parole, la forza di gravità è la forza con cui i corpi vengono attratti verso la superficie terrestre;
• Il peso è la forza fisica o la quantità con cui un corpo agisce su un supporto. Ad esempio, se un corpo è fermo sulla superficie della terra, il peso non è altro che la forza con cui questo corpo agisce sulla superficie. L'unità di misura principale è il newton;
• La massa corporea è una misura che misura la capacità di qualsiasi corpo materiale all'interazione gravitazionale. Misurato in grammi, chilogrammi, centesimi, tonnellate. L'attrazione o interazione gravitazionale, a sua volta, è alla base della gravitazione universale scoperta da I. Newton.

massa terrestre

Misurare la massa della Terra è un processo storico a lungo termine, al quale si sono applicate le menti di molti dei più grandi scienziati. Le dimensioni del nostro pianeta furono scoperte per la prima volta da Eratostene intorno al 240 aC. NS.

Per molti secoli, il sistema geocentrico di Tolomeo prevalse in fisica e astronomia, secondo il quale la Terra si trovava al centro del sistema solare. Solo dopo la scoperta di N. Copernico, I. Kepler, G. Galileo e altri iniziarono uno studio dettagliato dei parametri del pianeta Terra. Sono state scoperte le leggi fondamentali della dinamica: le leggi di I. Newton, che hanno posto le basi per misurare la massa della Terra.

La massa della Terra fu misurata per la prima volta nel XVIII secolo dal chimico britannico G. Cavendish. Per la sua esperienza, ha usato una configurazione di bilanciamento della torsione con palline di piombo legate alle estremità. Portando alternativamente due grandi sfere di piombo a queste sfere, lo scienziato ha stabilito quante volte la forza di attrazione di una piccola palla rispetto a una grande differisce dalla forza di attrazione della Terra. Secondo i calcoli, la massa della Terra è 6 · 10 21 chilogrammi. Questo numero è molto vicino al valore della massa della Terra, accettato già nel nostro tempo, è di circa 5,98 · 10 24 chilogrammi.

La formula per calcolare la Terra secondo le leggi fondamentali della dinamica è la seguente:

• M = q r 2 / G, dove:

q - accelerazione gravitazionale o accelerazione gravitazionale, impartita al corpo dalla gravità. Si misura in metri al secondo e dipende principalmente dalla latitudine e dall'ora del giorno sulla superficie del pianeta Terra. In fisica, il numero 9.8 è preso per l'accelerazione gravitazionale;

Un tempo la Terra sembrava infinita all'uomo. Ma più vicino ai tempi moderni, più è chiaro che il pianeta ha ancora dei limiti - e non è così grande ... ma molto prima che iniziasse a diventare angusto sulla Terra, le persone stabilirono le dimensioni del loro pianeta natale, e persino il suo il peso.

Tuttavia, per la precisione, la Terra non ha peso... il peso - come ricordiamo dalle lezioni scolastiche di fisica - è "la forza con cui il corpo agisce su una sospensione o un sostegno", e la Terra non ha né l'uno né l'altro, quindi parleremo di pianeti di massa.

Come è stato stabilito - dopo tutto, il pianeta non è stato pesato, infatti (quale bilancia sarebbe necessaria)?

Ma non c'è bisogno di mettere sulla bilancia.

Per prima cosa, ho dovuto calcolare le dimensioni della Terra - questo è tornato in Grecia antica fece Eratostene, confrontando la lunghezza dell'ombra di un bastone piantato nel terreno in diverse città.

Il passo successivo seguì nel XVII secolo: G. Galileo determinò l'accelerazione della caduta libera.

Restava da "sostituire" i dati nella formula.

Per la prima volta, la massa della Terra fu calcolata nel 1774 - e questo fu fatto dallo scozzese Dr. N. Makelin. Ce l'ha fatta - 5.879.000.000.000.000.000.000 tonnellate - 5.879 sestilioni di tonnellate (così si legge).

Ai nostri tempi, la massa della Terra è stimata in modo leggermente diverso - 5,976 miliardi di tonnellate, non perché sia ​​stata calcolata in modo errato, ma perché la Terra sta davvero diventando sempre più pesante: la polvere cosmica si deposita costantemente su di essa - per una quantità di circa 30 mila tonnellate all'anno.

In termini di composizione, la Terra è eterogenea. Come è distribuita la sua massa?

La maggior parte della massa terrestre cade sul mantello - un guscio costituito da silicati di ferro, magnesio, calcio - questo è 4.043 1024 kg. Il secondo "più pesante" - il nucleo, costituito da ferro (possibilmente - di ferro e nichel) - circa 1,931024 kg. La crosta terrestre - su cui, infatti, viviamo - è solo 0, 026 1024 kg, gli oceani sono 9 t. acqua liquida, senza la quale non ci sarebbe dubbio sull'emergere della vita) - 0,0014 1024 kg, e l'atmosfera, che - insieme all'acqua - ha reso possibile la vita sulla Terra - è ancora meno: 0,0000051 1024 kg.

Quale posto occupa la Terra a questo riguardo tra i “fratelli e sorelle” del sistema solare?

Diciamolo chiaro - non il primo. È lontano dai giganti gassosi: è inferiore anche al "più piccolo" di loro - Urano - 14,5 volte, Nettuno - 17,2 volte, la massa di Saturno è 95,1 volte maggiore di quella della Terra e Giove è 317,8 volte più pesante del nostro pianeta (tuttavia, questo detentore del record ha lasciato molto indietro tutti gli altri pianeti del sistema solare: la sua massa è 2,47 volte maggiore di quella di tutti loro messi insieme).

Ma dove sta conducendo il nostro pianeta - quindi è tra i pianeti del gruppo Terrestre (questo è il nome dei pianeti che hanno una superficie dura - a differenza dei giganti gassosi, ad alta densità e costituiti principalmente da ferro e silicati - al contrario di rocciosi- pianeti nani di ghiaccio): massa Marte - 0,108 Terra, Venere - 0,815, Mercurio - 0,055. Dì quello che vuoi - è bello sapere che il nostro pianeta natale è almeno da qualche parte - il primo!

La scienza è piena di un numero enorme di cose diverse fatti interessanti... Vorrei parlare di uno di loro ora. andrà su quanto è la massa della Terra e come è stato possibile calcolarla.

Pionieri

All'inizio, vale la pena dire che per la prima volta le figure di interesse sulla massa della Terra furono ricevute da Neville Makelin dalla città scozzese del Perthshire nel lontano XVIII secolo, precisamente nel 1774. Come risultato dei suoi calcoli, lo scienziato scozzese ha determinato che la massa della Terra è di 5,879.000.000.000.000.000.000 di tonnellate. Come pronunciare correttamente questo numero? Quindi, sono 5879 sestilioni di tonnellate.

Sul presente

Vale sicuramente la pena dire che questi numeri a lungo non ha dato tranquillità agli scienziati. Makelin ha calcolato tutto correttamente, è possibile che i suoi calcoli fossero sbagliati? Quindi, i fisici moderni hanno deciso di ricontrollare questo e hanno presentato i loro calcoli per la discussione. Secondo i loro calcoli, la massa del pianeta Terra è 5.976.00.000.000.000.000.000.000, vale a dire. 5976 sestilioni di tonnellate. Si tratta di appena 97 sestilioni di tonnellate in più rispetto ai risultati precedenti. Tuttavia, non tanto. Inoltre, sarà importante il fatto che il peso della Terra sia in costante aumento. Tutta la colpa è della polvere cosmica (secondo alcuni, ma non tutti gli scienziati), che ogni minuto si deposita sulla superficie del nostro pianeta, dandogli ulteriore peso.

Informazioni sulle misurazioni

Molte persone potrebbero avere una domanda logica: "Come puoi misurare la massa della Terra, perché non puoi semplicemente prenderla e metterla su una scala enorme?" Tuttavia, gli scienziati non avevano paura delle difficoltà e hanno preso come base il campo gravitazionale, che fa sì che gli oggetti vengano attratti l'uno dall'altro. Tutti i calcoli sono stati ottenuti sperimentalmente. Innanzitutto, un piccolo peso è stato sospeso su una corda, la cui posizione è stata misurata nello spazio. Inoltre, accanto a questo carico, gli scienziati hanno posizionato un cubo di piombo piuttosto pesante, che pesava una tonnellata (dopotutto, tutti sanno che più un oggetto è pesante, più forte è il suo campo gravitazionale attrae gli oggetti circostanti). Nel corso di questo esperimento, il campo gravitazionale di un enorme cubo di piombo ha attirato su di sé un piccolo peso di soli 0,00002 millimetri, ma questo è stato sufficiente per consentire agli scienziati di calcolare la massa del pianeta Terra, avendo ricevuto numeri così desiderabili.

Informazioni sull'espansione

Come accennato in precedenza, la massa della Terra è in costante aumento. Tuttavia, va detto che anche il nostro pianeta si sta espandendo. Dopotutto, come spiegare il fatto che tutti i continenti possono essere messi insieme senza problemi, come un grande puzzle? Forse questo significa che una volta erano tutti collegati e poi divergenti? Va detto che per la prima volta, lo scienziato I.O. Yurkovskij. E, sebbene a quel tempo non ci fosse ancora conferma di ciò, questi pensieri non sono scomparsi senza lasciare traccia e di tanto in tanto sono stati visitati da una varietà di scienziati in tutto il mondo.

Sulla formula

Esiste una formula abbastanza semplice che collega la forza di gravità sulla Terra, la sua massa e la distanza della sua superficie dal centro. Nella versione letterale, questo assomiglierà al rapporto tra la massa della Terra e il quadrato della distanza dal suo centro alla superficie.

1. Se è possibile dimostrare che la forza di gravità diminuisce con il tempo, allora si può dimostrare che l'aumento del pianeta era dovuto all'aumento del suo volume. Allo stesso tempo, la massa è rimasta invariata.
2. Tuttavia, se dimostriamo che la forza di gravità aumenta con il tempo, allora la seguente conclusione è logica: si tratta dell'aumento della massa della Terra.

A proposito di calcoli

Vale anche la pena ricordare che oggi la massa della Terra può essere calcolata anche da uno scolaro da solo a casa. Per fare ciò, devi solo conoscere la formula sopra: g = φ (M / R 2). Prima di tutto, devi estrarre molto da esso. Quindi, mediante semplici configurazioni otteniamo la seguente relazione: M = g R 2 / φ. Allo stesso tempo, il raggio della terra è già noto, non è necessario calcolarlo, è 6300 km (in metri - 6,38x10 6). Le varianti numeriche di g e sono state ottenute molto tempo fa dall'esperienza. Quindi, grazie a operazioni matematiche piuttosto semplici, puoi ottenere la cifra desiderata, che è 5976 sestilioni di tonnellate.

Sviluppo di eventi

Quindi la massa della Terra aumenta nel tempo? Sì! E questo è stato dimostrato dagli scienziati moderni. In 50 anni di osservazioni a Washington, la gravità è aumentata da 980098 a 980120 milligal. Per quanto riguarda l'Asia centrale, questi indicatori erano i seguenti: in media, la gravità qui è aumentata di circa 0,05-0,10 milligal all'anno. Tuttavia, quanto costa, è molto o non è abbastanza? Se guardi le cifre ottenute in relazione agli anni e persino ai secoli, allora questo è molto piccolo. Tuttavia, se ricalcoliamo questi indicatori per milioni di anni? Anche gli scienziati hanno fatto questo. Quindi, per cento milioni di anni sulla superficie della Terra, la forza di gravità è aumentata di circa 2,5 volte. Allo stesso tempo, il raggio del nostro pianeta è raddoppiato! Il seguente fatto si rivelerà interessante: anche 600 milioni di anni fa, il nostro pianeta era circa 6-8 volte più piccolo della sua versione moderna. La sua massa è cambiata contemporaneamente? Gli scienziati non hanno ancora una risposta univoca a questa domanda. La polvere dallo spazio cade sulla Terra, questo è certo. Ma nessuno sa ancora quanto sta perdendo il pianeta.

Quello che è successo?

Ma come è cambiato il peso del nostro pianeta dalla sua formazione? Gli scienziati sono riusciti a scoprire che la massa della Terra nelle prime fasi della sua origine era 99 volte inferiore alla sua versione attuale. Spiegare tutto è semplice: anche prima che l'atmosfera apparisse sulla Terra e diventasse adatta alla vita, il nostro pianeta veniva costantemente attaccato da asteroidi giganti. Gli scienziati ritengono che solo grazie a tale "sgranamento" la Terra abbia perso peso in eccesso non necessario e sia quindi diventata adatta alla vita. E tutto perché questi bombardamenti hanno portato il nucleo del pianeta in uno stato "funzionante", incluso un processo globale all'interno del pianeta stesso.

Metodo di Henry Cavendish

Vale la pena dire che la massa della Terra era di interesse per molti scienziati diversi. Uno di questi è Henry Cavendish, che ha cercato di ottenere questi numeri misurando la costante gravitazionale utilizzando un dispositivo come una bilancia di torsione. A quale conclusione è arrivato alla fine? Quindi i risultati saranno piuttosto interessanti. Lo scienziato ha affermato che la massa del pianeta Terra è uguale a zero, poiché è in uno stato di caduta libera, e la gravità che agisce su di essa da altri oggetti spaziali è reciprocamente bilanciata e non porta a un cambiamento nella posizione di la Terra sulla traiettoria della sua "caduta".

Confronto: Sole

Tutti sanno che il nostro pianeta fa parte del sistema solare, al centro del quale si trova la stella Sole. Va anche detto che questo è il corpo più grande di questo sistema, attorno al quale ruotano tutti i pianeti. Il seguente fatto si rivelerà molto istruttivo: la massa del Sole è circa il 99,866% della massa dell'intero sistema solare! Voglio anche sapere quanto questa stella è più grande del nostro pianeta natale? Puoi scoprirlo grazie a semplici calcoli. Se la massa del Sole è di 2 trilioni di quadrilioni di tonnellate e la massa della Terra, come già accennato, è di quasi 6 sestilioni, allora la differenza sarà piuttosto impressionante. Il centro del nostro sistema - il Sole - è circa 333.000 volte più grande del pianeta Terra!

Confronto: Luna

Vale anche la pena considerare numeri leggermente diversi. Mi chiedo quante volte la massa del nostro pianeta è maggiore della massa della Luna, il nostro satellite costante? Questa cifra è 81,3. Questo valore è stato adottato come costante nel 1964 dall'Unione Astronomica Internazionale. È indispensabile chiarire che dato di fattoè stata nuovamente confermata nel 1966.