שְׁאֵלָה:
האם בכוח ההר יש כוח משיכה גבוה יותר מאשר לפני הים הסמוכים?
Marijn
2016-06-21 01:27:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ללא קשר לרוחב ול'כוח 'הצנטריפוגלי האם הכבידה על ההרים גבוהה או נמוכה יותר מאשר בים?

כוח המשיכה תלוי ברדיוס למרכז ולמסה. עכשיו אם אתה על הר אתה רחוק יותר מהמרכז אבל נראה שיש לך יותר מסה תחתך. ככל הנראה ההבדלים יהיו זעירים אך האם סביר להניח כי על ההרים כוח הכבידה גבוה או נמוך יותר מאשר ברמת הראייה? עד כמה שיכולתי לראות עד עכשיו איפה שיש הרים הכבידה נמוכה יותר, אבל האם יש הרים שבהם הכבידה גבוהה יותר?

שְׁלוֹשָׁה תשובות:
userLTK
2016-06-21 14:03:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הקדשתי למחשבה זו והרצתי מספרים.

התשובה האמיתית לשאלתך היא שתהיה קל יותר מכיוון שהחומר שמרכיב את לוחות היבשת קל יותר מסלע הבזלת שמתחתיו. זה אולי לא נראה ככה אבל יבשות, הרים ואוקיאנוסים מאוזנים למעשה עם משקל שווה בערך תחתיהם. יבשות הן מעל פני הים בגלל כמויות גדולות יותר של קרום שהוא קל יותר מבזלת. כדור הארץ, שהוא די גמיש בכללותו, מסתגל לשינויים לא מאוזנים משמעותיים במסה, הוא עדיין מתגבר מהקרחונים המומסים מתקופת הקרח האחרונה למשל.

זה קורה גם עם ההרים, גם לאט, אבל הרים נוצרו במשך מיליוני שנים, כך שההתאמה צריכה להיות זמן. הרים נוצרים כששתי לוחות יבשתיים דוחפים זה את זה, אחד מחליק מתחת לרעהו, כך שגם מה שיוצר את ההר וגם מה שעובר מתחת להר קל יותר מבזלת מתחת לקרום כדור הארץ. כשאתה מטפס על הר, אתה לא ממש נמצא על גבי יותר מסה מכיוון שרוב הסלע תחתיך הוא סלע קל יותר. הרים בעצם נפוחים (תמיד רציתי להגיד את זה). אם ההרים היו למעשה מסה גדולה יותר יחסית לכדור הארץ (יחסית), הם היו שוקעים בכדור הארץ, מה שהם עושים במידה מסוימת, אבל, כפי שאמרתי לעיל, ההרים הם נפוחים שביתה> בהשוואה לקרום כדור הארץ, כך שהמסה כמעט זהה בראש ההר ולרגלי ההר.

enter image description here

זה לא אומר שכדור הארץ מאוזן לחלוטין, זה בהחלט לא, אבל נראה כי חוסר האיזון עוקב אחר רכסי ההרים. גוגל "מפת הכבידה של כדור הארץ" לקבלת מידע נוסף על כך. מאמר עם תמונה יפה כאן.

אבל אני חושד, שאלתך לא הייתה רק עולם אמיתי אלא גם שאילתה מתמטית, כך, הלאה. אם ניצור הר בצורת חרוט, אחד גדול שטוח, נניח שהוא בגובה 6.371 ק"מ (הסיבה שבחרתי את המספר הזה יתבהר בקרוב), וניתן לו את זה פי 4 ברדיוס או ברדיוס של 25.484 ק"מ לבסיסו צפיפות ספציפית של 2.7, מסת ההר שלנו, תוך שימוש ב- 1/3 בסיס פעמים כגובה היא: 3.1416 * .333333 * 2.7 * 25,484 ^ 2 * 6,371 * 1000 (1,000 מיועד לצפיפות של 1,000 ק"ג למ"ק בצפיפות ספציפית של 1) = בערך 1.17x10 ^ 16 ק"ג.

אז על גבי ההר המלאכותי הזה שאם זה היה מתווסף למעשה לאדמה, הוא היה דוחף את כדור הארץ למטה והאדמה תתאים את המסה שלו סביב זה לאורך זמן, אך בהתעלם מכך, ההר הוא 1/1000 ברדיוס כדור הארץ ולכן המרחק ממרכז כדור הארץ גדל ב 0.1%

מסת ההר, 1.17E16 ק"ג היא בערך 1 / 510,000,000 המסה של כדור הארץ, 5.97E24 ק"ג, אז יש לנו עלייה המונית של כ 0.0000002% והפחתה מקבילה בכוח המשיכה על ידי מרחק מוגבר למרכז כדור הארץ (הריבוע של 0.1%), או 0.0001. או, פי 510 אבוד בגובה הגבוה יותר ממה שנצבר מעליית המסה. עכשיו אם אתה הופך את ההר לשטוח מספיק, כנראה שתצליח להגדיל את כוח הכבידה הזעיר ביותר, אבל מעבר לנקודה מסוימת רגלי ההר כל כך פרושה עד שהחישוב גדל לא מדויק. התשובה הקצרה היא בפשטות, לא, כפי שנאמר בשני הכרזות האחרות. המסה של כל הר אינה מספיקה כדי להגדיל את כוח הכבידה יותר מכפי שהוא מאבד ממה שאבד בגובה הגבוה יותר.

גורם אמיתי שלישי, שאינו קשור לחלוטין לשאלתך הוא צפיפות האוויר. אוויר כבד יותר יוצר ציפה מסוימת המפחיתה את משקלנו ואת כוח המשיכה שאנו חשים, השפעה זו משתנה עם לחץ וטמפרטורה גבוהים ונמוכים, אך ביום ממוצע בגובה פני הים ציפה של אוויר מפחיתה את מסתנו בכ- .12%, כך שאם שקלתם עצמך בתא ואקום לעומת שגרת האמבטיה הרגילה שלך, היית מוצא שאתה שוקל כ -2 או 3 אונקיות יותר לאדם ממוצע. לטפס על הר, האוויר הדק יותר, אתה עלול להרוויח אונקיה עקב אובדן ציפה של האוויר וזה יותר מפצה על כל שינוי קטן בכוח המשיכה, כך שאם אתה מודד את כוח הכבידה לפי משקל ומשקל, הדברים שוקלים יותר על גבי הר בגלל אוויר דק יותר, למרות שכוח G מעט נמוך יותר.

סיבוב כדור הארץ וכוח הצנטריפוגלי מקטין גם את המסה, תלוי כמה קרוב ההר לקו המשווה, (ראה תְמוּנָה). וכך גם בליטה של ​​כדור הארץ סביב קו המשווה, אך כל השינויים הללו זעירים.

https://qph.ec.quoracdn.net/main-qimg-58036f61af8f1d01722b7149dda1bc5a

dlb
2016-06-21 01:37:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כוח המשיכה הוא אך ורק פונקציה של קבועי מסה, מרחק וקביעת כוח משיכה. ככל שההר גבוה יותר, כך תהיה השפעה של כוח המשיכה פחות. הכמות היא טריוויאלית יחסית, אך ניתן לחשב אותה ולמדוד אותה כמרחק ממרכז הכובד.

בהשוואה לגובה פני הים, כן, הם צמרות הרים עם השפעות כוח המשיכה גבוהות באופן טריוויאלי, הרים עם פסגות מתחת לפני הים. יש רכסי הרים שלמים מתחת לאוקיאנוסים.

... אבל מה עם המסה המוגברת של ההר שמתחת?
@DanielGriscom הפעלת המתמטיקה מסתבכת באופן בלתי אפשרי, אך בעוד שיש יותר מסה תחתיך על גבי ההר לעומת בצד ההר, אתה גם רחוק יותר ממרכז המסה של כדור הארץ. בשילוב, כוח המשיכה באמת יורד כשאתה עולה, אבל השינוי הוא קטן מאוד.
@userLTK זה בטח תלוי כמה ההר תחתיך. אתה יכול לדמיין מגדל דק של הר שבו הוא יהיה בדיוק כמו לתלות באוויר, וברור שכוח המשיכה יופחת. אבל, מה לגבי להיות על הר געש מגן רחב?
@DanielGriscom אנסה להריץ את המתמטיקה, בצורה מאוד פשוטה.
אני חושב שמה שמרינג 'הגיע אליו הוא לא רק ההר שמתחת, אלא ההשפעה הכבידתית של ההר הצידה, כמו במקרה של הר געש מגן מהוואי. אולי 'userLTK' יכול לרסק את המספרים עבור תרחיש זה?
ההשפעות של להיות ליד, סביב הרים או המונים אחרים הם אמיתיים, אבל סתמיים וניתן להתעלם מהם בקנה מידה. המסה של הר האוורסט, למרות שהיא גדולה בעיני רוחנו, היא זניחה כשאתה עומד ליד זה לעומת המסה של כדור הארץ שתחתך. הגיאומטריה והמתמטיקה הנלווית לטיפול בתרחישים כאלה מורכבים, והופכים לתרגיל חסר תועלת שבסופו של דבר נותן תשובה כמעט זהה לביצוע החישוב כבעיה המונית נקודתית איתך, מרכז כדור הארץ והמרחק ביניהם.
kamran
2016-06-21 11:56:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הגיאומטריה היעילה ביותר לכוח המשיכה היא כדור. פסגת ההר רחוקה יותר ממרכז האדמה וצפיפות הבזלת או הגרניט קטנה מהמעטפת או ליבת האדמה. תארו לעצמכם כדור הארץ מלבני הדומה בסופו של דבר לצורה מלבנית אך לאותה מסה.
אם הייתם מודדים את כוח הכבידה על קצה המלבן הזה הוא יהיה קריש למרות שהוא נמצא על גבי מסה ענקית.
העובדה ש כוכבי הלכת עגולים מצביעים על כך שחוסר האחידות הכבד הפרימיטיבי הכבד התרסק אל פני השטח אך המשיך לצוף על ידי הלחץ הרוחבי אם חומר סמוך דחוס בכוח משיכה גבוה יותר מזה שהיה זמין בגובה.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...