この実験について
8つの天体を調べ、同じ質量の探査機を各惑星の上空に移動させます。質量と重力を混同せずに、半径、重力、重さ、脱出速度を比較しましょう。
学習目標
- 探査機の質量（キログラム）と重さ（ニュートン）を区別しましょう。
- 中心からの距離に応じて重力が逆二乗則で変化することを確かめましょう。
- 平均半径を使った一貫した球体計算で惑星を比較しましょう。
使い方
- 1地球の平均半径の位置で、質量50 kgの探査機に働く重さを記録しましょう。
- 2探査機の質量を変えずに、火星と木星を訪れましょう。
- 3中心からの距離を2倍にして、加速度が4分の1になるか確かめましょう。
- 4金星を回転させ、その回転方向を地球と比較しましょう。
モデル
前提条件
- 丸めた物理データはJPLの惑星物理パラメータに基づいています。重力定数はSI単位系で6.67430×10のマイナス11乗です。
- 各惑星は平均半径の球体として扱います。扁平率、遠心加速度、大気、地軸の傾きは考慮していません。
- すべての惑星は同じ観察フレームに収まるため、これは大きさを比較する場面ではありません。巨大ガス惑星には、このモデルの半径では固体の着陸面がありません。表面の縞模様や環は模式的に表現されています。
授業で試してみましょう
- Q1質量が大きい惑星でも、表面重力が必ずしも大きくならないのはなぜですか？
- Q2高度を一定に保ったまま探査機の質量を2倍にすると、重さはどうなりますか？
よくある質問
重力が公表されている赤道値と異なることがあるのはなぜですか？
このモデルでは球形の平均半径を使用し、自転による加速度は考慮していません。公表されている実効赤道重力は、赤道半径を使用し、自転の影響を含めている場合があります。
自転周期が負の値であることは、何を意味しますか？
通常の順行を基準とした場合の、逆行する恒星自転を示します。符号付きの周期は自転の向きを表すものであり、負の時間を意味するものではありません。