Umflarea ecuatorială

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Un model de umflătură ecuatorială.

O bombă ecuatorială este o bombă pe care o planetă , o stea sau orice alt corp care se rotește pe axa sa o poate avea la ecuator . Pământul are o umflătură ecuatorială de 42,72 km , datorită mișcării sale de rotație : diametrul său măsurat de-a lungul planului ecuatorial (12 756 km) depășește cu 43 km diametrul măsurat între poli (12 713 km).

O curiozitate care este adesea citată ca indicativ al bombei ecuatoriale este că cel mai înalt punct de pe Pământ, măsurat din centrul pământului, este vârful muntelui Chimborazo din Ecuador , mai degrabă decât Everestul . Luând în schimb oceanele ca referință, cel mai înalt punct este cel al Everestului.

Echilibrul ca echilibru de energie

Gravitația tinde să contracteze un corp ceresc într-o sferă perfectă, forma în care toată masa poate fi cât mai aproape de centrul corpului. Cu toate acestea, rotația provoacă o distorsiune a formei sferice; o măsură comună a distorsiunii este aplatizarea, care poate depinde de o varietate de factori, inclusiv diametrul, viteza unghiulară , densitatea și elasticitatea .

Pentru a vă face o idee despre tipul de echilibru implicat, imaginați-vă o persoană într-un scaun pivotant rotativ, cu greutăți în mână; dacă persoana din scaun împinge greutățile în afară, face o treabă și energia sa cinetică de rotație crește. Rata de rotație este atât de puternică încât, la viteza de rotație mai rapidă, forța centripetă necesară este mai mare decât cu rata de rotație inițială.

Forțele în joc în timpul rotației unei planete: Săgeata roșie: forța gravitațională care tinde să contracteze planeta, Săgeata verde: forță centrifugă care, datorită rotației planetei, tinde să extindă planeta, Săgeata albastră: rezultanta forțele care influențează gravitația.

Un lucru similar se întâmplă în timpul formării planetare; materia se îngroașă inițial pentru a forma un disc cu rotație lentă, apoi coliziunile transformă energia cinetică în căldură, ceea ce permite discului să graviteze către un sferoid turtit.

De mult timp se știe că rotația Pământului încetinește cu aproximativ o miimi de secundă la fiecare 100 de ani, se știe, de asemenea, că o mare cauză a acestei încetiniri derivă din mareele combinate Lună - Soare . Trebuie subliniată importanța umflăturii terestre ecuatoriale chiar ușoare în mișcările planetare de rotație / revoluție ale Pământului în jurul axei sale și ale Soarelui.

Diferențe în accelerația gravitațională

Datorită bombei ecuatoriale, accelerația gravitațională este mai mică la ecuator decât la poli. În secolul al XVII-lea, după invenția ceasului cu pendul, oamenii de știință francezi au descoperit că ceasurile trimise în Guyana Franceză și cele trimise pe coasta de nord a Americii de Sud erau puțin mai lente decât copiile lor exacte, dar conținute în prezent.Bimp din Paris . Măsurătorile accelerației ecuatoriale datorate gravitației trebuie să ia în considerare și rotația planetei. Orice obiect care este staționar pe suprafața pământului se deplasează de fapt în jurul axei terestre .

Tragerea unui obiect într-o cale circulară necesită o anumită forță. Accelerația necesară pentru a înconjura axa Pământului de-a lungul ecuatorului într-o revoluție care durează o zi siderală este 0,0339 m / s² (această accelerație este asigurată de impulsul de rotație unghiular). Astfel, datorită acestei disipări de energie în transportul masei, raza crește ușor și, în consecință, accelerația gravitațională scade și ajunge la 9.7805 m / s² la ecuator. Aceasta înseamnă că adevărata accelerație gravitațională la ecuator ar trebui să fie 9.8144 m / s² (9.7805 + 0.0339 = 9.8144).

La poli, accelerația gravitațională este de 9,8322 m / s². Diferența de 0,0178 m / s² între accelerațiile gravitaționale polare și ecuatoriale se datorează faptului că obiectele situate pe ecuator sunt la aproximativ 21 km mai departe de centrul de masă al Pământului decât polii, ceea ce corespunde unei accelerații gravitaționale mai mici (sunt mai departe chiar din cauza umflăturii ecuatoriale care, prin forța centrifugă, lărgește Pământul). În rezumat, există două cauze principale pentru încetinirea forței gravitaționale la poli și la ecuator. Aproximativ 70 la sută din diferență constă în faptul că obiectele înconjoară axa Pământului, iar celelalte 30 la sută se datorează formei pământului cu o umflătură ecuatorială.

Orbitele sateliților artificiali

GPS-ul este afectat de umflătura ecuatorială a Pământului pe măsură ce altitudinea scade odată cu umflătura și crește odată cu umflarea.

Alte corpuri cerești

Celelalte corpuri din sistemul solar au, de asemenea, o umflătură ecuatorială. Saturn este corpul cu cea mai mare umflătură ecuatorială. Mai jos este o prezentare generală a zdrobirii în diferite planete:

Corp ceresc Diametrul ecuatorial Diametrul polar Umflarea ecuatorială Raport de zdrobire
Teren 12 756,28 km 12 713,56 km 42,72 km 1: 298,2575
Marte 6 805 km 6 754,8 km 50,2 km 1: 135,56
Ceres 975 km 909 km 66 km 1: 14,77
Jupiter 143 884 km 133 709 km 10 175 km 1: 14.14
Saturn 120 536 km 108 728 km 11 808 km 1: 10.21
Uranus 51 118 km 49 946 km 1 172 km 1: 43,62
Neptun 49 528 km 48 682 km 846 km 1: 58,54
Eris 2 400 km străin străin străin

Expresia matematică a bombei ecuatoriale

unde este este raza ecuatorială, cel polar și este raportul de zdrobire. Aproximarea este valabilă pentru o planetă cu densitate uniformă și este o funcție a constantei newtoniene de gravitație , a perioadei de rotație iar densitatea .

Elemente conexe

linkuri externe