Krater Gran Canyon Diablo v Arizoni je 200 metrov in je nastal zaradi udarca meteorita 3xx10 ^ 8 kg, ki je potoval z 1.3xx10 ^ 4 m / s. Ocenite (a) spremembo hitrosti Zemlje kot posledice in (b) povprečno silo na Zemlji?

Krater Gran Canyon Diablo v Arizoni je 200 metrov in je nastal zaradi udarca meteorita 3xx10 ^ 8 kg, ki je potoval z 1.3xx10 ^ 4 m / s. Ocenite (a) spremembo hitrosti Zemlje kot posledice in (b) povprečno silo na Zemlji?
Anonim

Ob predpostavki, da je bila hitrost meteorita navedena glede na referenčni okvir, v katerem je zemlja mirujoča in da nobena kinetična energija meteorita ni izgubljena kot toplotni zvok itd., Uporabljamo zakon ohranjanja gibalne količine

(a). Ob ugotovitvi, da je začetna hitrost Zemlje #0#.

Po trku se meteorit prilepi na zemljo in se premika z isto hitrostjo. Naj bo končna hitrost zemlje + kombinacija meteoritov # v_C #. Iz spodnje enačbe dobimo

# "Začetni zagon" = "Končni zagon" #

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

kje # 5.972 × 10 ^ 24 kg # je masa zemlje.

Opažamo, da je hitrost meteorita red # 10 ^ 4ms ^ -1 # je veliko manjša od hitrosti zemlje, ki je reda # 10 ^ 24ms ^ -1 # zato se v imenovalcu ne upošteva.

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

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

To je sprememba hitrosti zemlje zaradi trka z meteoritom.

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

Primerjajte s povprečno orbitalno hitrostjo Zemlje # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

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

(b) Vemo, da pospešek zaradi gravitacije # = 9,81ms ^ -2 #.

Enako kot povprečna vrednost pospeška, ki deluje na meteorit,

Povprečna sila na Zemlji # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, zaokroženo na dve decimalni mesti.