A meteorit ütközése a Földdel
Égi dinamika
Tevékenységek
65 millió évvel ezelőtt a Föld hirtelen megváltozott, sok faj eltűnt, növények, szárazföldi és tengeri állatok, és mindenekelőtt a nagy dinoszauruszok. A kisemlősök azonban életben maradtak. Egy ilyen katasztrófa lehetséges oka egy nagy meteorit ütközése lehet a Yucatan-félszigeten (Mexikó), amelynek jellemzőit a következőkre becsülték:
átmérője 10 és 14 km között van,
sűrűsége 1300-3400 kg/m 3
sebesség 20-25 km/s
A Föld csaknem kör alakú excentricita pályát ír le ε= 0,0167. A számítások azt mutatják, hogy egy ekkora hatás nem elegendő a Föld pályájának excentricitásának megváltoztatásához. Ezen az oldalon egy meteorit és a Föld hipotetikus ütközési helyzetét írják le.
A meteorit ütközése a mozdulatlan Földdel
Először egy egyszerű problémát fogunk megoldani, amelyet általában az Általános fizika tanfolyamon vetnek fel:
Tegyük fel, hogy a Föld tömege M és a rádió R mozdulatlanul az űrben, hatalmas meteorit úr. Döntsd el
Sebesség v a meteoritból közvetlenül az ütközés előtt.
Sebesség V a készlet rugalmatlan ütközése után a Föld és a meteorit között.
A probléma megoldásához feltételezzük, hogy a tömeg m A meteorit tömege a tömeghez képest kicsi M vagyis a meteorit vonzereje a Földön nem okoz ennek érzékelhető mozgását.
A vonzerő konzervatív, ezért a meteorit teljes energiája állandó marad.
Az adatok v0 Y r0 és az ismeretlen a sebesség v a meteorittal közvetlenül a Földdel való ütközés előtt.
A Föld és a meteorit elszigetelt rendszert alkot, alkalmazva a lineáris impulzus megőrzésének elvét,
megkapjuk a Föld-meteorit ütközés utáni sebességét és a meteorit mozgási energiájának azt a részét, amely a készlet belső energiájává alakult át.
Egy meteorit innen: m= 2 · 10 7 kg tömeg irányul a világűrből a Föld felé. A sebességed a távolságtól r0= 3,8 · 10 7 m-re a Föld közepétől v0= 30 km/s. Kiszámítja:
Az a sebesség, amellyel eléri a Föld felszínét (feltételezzük, hogy a Föld az ütközés előtt álló helyzetben van)
A Föld-meteorit együttes sebessége az ütközés után
A meteorit mozgási energiája átalakul a rendszer belső energiájává.
A Föld tömege, M= 5,98 · 10 24 kg
Föld sugara, R= 6,37 · 10 6 m
Állandó, G= 6,67 10 -11 Nm 2/kg 2
Az a sebesség, amellyel a meteorit eléri a Föld felszínét, v= 31689,7 m/s, és mozgási energiája Ek= 1,0 10 16 J
Állítsa be a sebességet ütközés után, V= 1,06 10-13 m/s
A belső energiává átalakult kinetikus energia az Q= 1,0 10 16 J.
Gyakorlatilag a meteorit összes mozgási energiája belső energiává alakul, a Föld tömegközéppontját alig érinti az ütközés, sebessége nem változik érezhetően.
A meteorit ütközik a Földdel körkörös pályán a Nap körül
A Föld körpályája
Feltételezzük, hogy a Föld kör alakú sugárpályát ír le R= 1,49 · 10 11 m a Nap körül. Az egyenletes körmozgás dinamikájának egyenletét alkalmazva megkapjuk az állandó sebességet Vt a Föld körüli transzlációs mozgása a Nap körül.
A szükséges adatok:
A Föld körpályájának sugara, R= 1,49 10 11 m.
A Nap tömege Kisasszony= 1,98 10 30 kg
Az eredmény az Vt= 29771,6 m/s