Arizonan Gran Canyon Diablo-kraatteri on 200 metriä, ja se syntyi 3xx10 ^ 8 kg: n meteoriitin vaikutuksesta, joka kulki 1.3xx10 ^ 4 m / s. Arvio (a) Maan nopeuden muutos vaikutuksen seurauksena ja (b) maapallolle kohdistettu keskimääräinen voima?

Arizonan Gran Canyon Diablo-kraatteri on 200 metriä, ja se syntyi 3xx10 ^ 8 kg: n meteoriitin vaikutuksesta, joka kulki 1.3xx10 ^ 4 m / s. Arvio (a) Maan nopeuden muutos vaikutuksen seurauksena ja (b) maapallolle kohdistettu keskimääräinen voima?
Anonim

Olettaen, että meteoriitin nopeus on ilmoitettu suhteessa viitekehykseen, jossa maa on paikallaan ja ettei mikään meteoriitin kineettisestä energiasta menetä lämpöäänenä jne., Käytämme vauhtia säätelevää lakia

(A). Huomaa, että maan alkunopeus on #0#.

Ja törmäyksen jälkeen meteoriitti tarttuu maahan ja molemmat liikkuvat samalla nopeudella. Olkoon maan + meteoriitin lopullinen nopeus yhdistetty # V_C #. Alla olevasta yhtälöstä saadaan

# "Initial Momentum" = "Lopullinen momentti" #

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

missä # 5.972 × 10 ^ 24kg # on maan massa.

Havaitsemme, että meteoriitin nopeus on luokkaa # 10 ^ 4ms ^ -1 # on paljon pienempi kuin maan nopeus, joka on luokkaa # 10 ^ 24ms ^ -1 # siten jätetään huomiotta nimittäjä.

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

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

Tämä on muutos maan nopeudessa meteoriitin kanssa tapahtuneen törmäyksen vuoksi.

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

Vertaa maapallon keskiarvonopeuteen # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

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

(b) Tiedämme, että kiihtyvyys johtuu painovoimasta # = 9.81ms ^ -2 #.

Samanlainen kuin meteoriittiin vaikuttavan kiihtyvyyden keskiarvo,

Maan keskimääräinen voima # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, pyöristettynä kahden desimaalin tarkkuudella.