Az Arizonában található Gran Canyon Diablo kráter 200 m-es, és egy 3xx10 ^ 8 kg-os meteorit 1,3xx10 ^ 4 m / s sebességgel történő hatása okozta. Becslés (a) a Föld sebességének változása a hatás következtében és (b) a Földre gyakorolt átlagos erő?

Az Arizonában található Gran Canyon Diablo kráter 200 m-es, és egy 3xx10 ^ 8 kg-os meteorit 1,3xx10 ^ 4 m / s sebességgel történő hatása okozta. Becslés (a) a Föld sebességének változása a hatás következtében és (b) a Földre gyakorolt átlagos erő?
Anonim

Feltételezve, hogy a meteorit sebességét egy referenciakeret vonatkozásában állapították meg, amelyben a föld álló helyzetben van, és hogy a meteorit kinetikus energiája sem veszít hőhő formájában stb., Akkor a lendületmegőrzési törvényt alkalmazzuk.

(A). Figyelembe véve, hogy a Föld kezdeti sebessége #0#.

És az ütközés után a meteorit a földre tapad, és mindkettő azonos sebességgel mozog. Legyen a föld + meteorit végső sebessége # # V_C. Az alábbi egyenletből kapunk

# "Kezdeti pillanat" = "Végső lendület" #

# (3xx10 ^ 8) xx (1.3xx10 ^ 4) = (3xx10 ^ 8 + 5.972 xx 10 ^ 24) xxv_C #

hol # 5.972 × 10 ^ 24kg # a föld tömege.

Megfigyeljük, hogy a meteorit sebessége nagyságrendű # 10 ^ 4 ms ^ -1 # jóval kisebb, mint a föld sebessége, amely nagyságrendű # 10 ^ 24ms ^ -1 # ezért nem veszik figyelembe a nevezőben.

# => v_c kb (3xx10 ^ 8xx1.3xx10 ^ 4) / (5.972 xx 10 ^ 24) #

# = 6.5xx10 ^ -13ms ^ -1 #

Ez a föld sebességének változása a meteoritkal való ütközés miatt.

-.-.-.-.-.-.-.-.-.

Hasonlítsa össze a Föld átlagos orbitális sebességével # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

(b) Tudjuk, hogy ez a gyorsulás a gravitáció miatt # = 9.81ms ^ -2 #.

Ugyanaz, mint a meteoritra ható gyorsulás átlagos értéke, t

A Földre gyakorolt átlagos erő # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, két tizedesjegyre kerekítve.