이 실험 소개
여덟 개의 천체를 살펴보고 같은 질량의 탐사선을 각 행성 위로 이동시켜 보세요. 질량과 중력을 구분하면서 반지름, 중력, 무게, 탈출 속도를 비교하세요.
학습 목표
- 탐사선의 질량(킬로그램)과 무게(뉴턴)를 구분하세요.
- 중심으로부터의 거리에 따라 중력이 역제곱 법칙으로 변하는지 확인하세요.
- 평균 반지름을 사용한 일관된 구형 계산으로 행성들을 비교하세요.
사용 방법
- 1지구 평균 반지름 지점에서 질량이 50 kg인 탐사선의 무게를 기록하세요.
- 2탐사선의 질량을 바꾸지 않고 화성과 목성을 방문하세요.
- 3중심으로부터의 거리를 두 배로 늘리고 가속도가 4분의 1이 되는지 확인하세요.
- 4금성을 회전시켜 그 회전 방향을 지구와 비교하세요.
모델
가정
- 반올림된 물리 데이터는 JPL 행성 물리 매개변수를 기준으로 합니다. 중력 상수는 SI 단위로 6.67430×10의 마이너스 11승입니다.
- 각 행성은 평균 반지름의 구로 간주합니다. 편평도, 원심 가속도, 대기, 자전축 기울기는 제외합니다.
- 모든 행성은 같은 관측 프레임에 들어가므로, 이 장면은 크기를 비교하는 것이 아닙니다. 가스 행성에는 이 모델의 반지름에서 고체 착륙면이 없습니다. 표면의 띠와 고리는 개략적으로 표현되어 있습니다.
수업에서 해 보기
- Q1질량이 더 큰 행성이라고 해서 표면 중력이 항상 더 강하지는 않은 이유는 무엇인가요?
- Q2고도가 일정한 상태에서 탐사선의 질량이 두 배가 되면 무게는 어떻게 되나요?
자주 묻는 질문
중력이 발표된 적도 중력값과 다를 수 있는 이유는 무엇인가요?
이 모델은 구형 평균 반지름을 사용하며 자전에 의한 가속도는 제외합니다. 발표된 유효 적도 중력은 적도 반지름을 사용하고 자전의 영향을 포함할 수 있습니다.
자전 주기가 음수라는 것은 무엇을 의미하나요?
일반적인 순행 기준에 대한 역행 항성 자전을 나타냅니다. 부호가 있는 주기는 자전 방향을 나타내며, 음의 시간이 흐른다는 뜻은 아닙니다.