Прочитайте следующий текст и выполните задания к нему.
Сила тяжести на других планетах
Как вы уже знаете, на тело массой 1 кг вблизи поверхности Земли действует сила тяжести, примерно равная 10 Н. А какая сила будет действовать на это же тело вблизи поверхности других планет?
Расчёты, которые мы проведём в курсе физики старших классов, показывают, что сила тяжести, действующая на данное тело вблизи поверхности планеты, зависит не только от массы данного тела, но также от массы планеты и её радиуса.
Например, вблизи поверхности Венеры — нашей ближайшей соседки−планеты — на тело массой 1 кг будет действовать сила тяжести, примерно равная 9 Н, то есть в этом смысле Венера не намного отличается от нашей Земли.
Самая маленькая сила тяжести будет действовать на это же тело вблизи поверхности самой малой из так называемых «больших планет» Солнечной системы — Меркурия: на тело массой 1 кг будет действовать сила тяжести всего 3,7 Н.
Самая же большая сила тяжести будет действовать вблизи поверхности самой большой и самой массивной планеты Солнечной системы — Юпитера: на тело массой 1 кг будет действовать сила тяжести, равная 24 Н.
Правда, говорить о поверхности планеты Юпитер можно только условно: эта огромная планета, радиус которой примерно в 11 раз больше радиуса Земли, а масса примерно в 318 раз больше массы Земли, представляет собой гигантский газовый шар, у которого нет твёрдой поверхности.
Твёрдая поверхность есть только у четырёх ближайших к Солнцу «больших планет»: Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Эти планеты называют планетами земной группы. Более удалённые от Солнца планеты называют из−за их огромных размеров планетами−гигантами. Они являются газовыми шарами, но у всех них есть спутники с твёрдой поверхностью.
Невесомость
Вы уже знаете, что вес тела — это сила, с которой тело давит на горизонтальную опору или растягивает вертикальный подвес вследствие притяжения тела к Земле.
А чему равен вес, например, яблока, которое сорвалось с ветки и свободно падает? Падающее яблоко не действует на опору (её нет!) и не растягивает подвес (его тоже нет!).
Следовательно, вес свободно падающего тела равен нулю!
Состояние, при котором вес тела равен нулю, называют невесомостью. Можно сказать также, что тело находится в невесомости, если на него действует только сила тяжести — как это имеет место для свободно падающего тела.
По этой причине в состоянии невесомости пребывают и космонавты в космическом корабле, когда его двигатели выключены.
Чтобы ощутить кратковременное состояние невесомости, можно просто подпрыгнуть: в течение всего промежутка времени, пока вы будете находиться в воздухе, на вас будет действовать только сила тяжести (другими силами можно пренебречь). Значит, всё это время вы будете находиться в невесомости.
а) От чего зависит сила тяжести, действующая на тело вблизи поверхности планеты?
б) Чему будет равна сила тяжести, действующая на вас вблизи поверхности Венеры; Меркурия; Юпитера?
в) На поверхность каких планет Солнечной системы и их спутников могут высадиться в будущем космонавты?
г) Средняя плотность какой планеты больше: Земли или Юпитера? Во сколько раз?
д) При каком виде движения (при ходьбе или при беге) человек кратковременно пребывает в невесомости?