Na virada dos séculos XVII e XVIII, vivia na Grã-Bretanha um cientista, Isaac Newton, que se distinguia por seu grande poder de observação. Aconteceu que a vista do jardim, onde as maçãs caíam dos galhos no chão, o ajudou a descobrir a lei da gravitação universal. Que força faz o feto se mover cada vez mais rápido para a superfície do planeta, de acordo com quais leis esse movimento ocorre? Vamos tentar responder a essas perguntas.
E se essas macieiras, como prometia a propaganda soviética, crescessem em Marte, como seria essa queda? Aceleração da queda livre em Marte, no nosso planeta, em outros corpos do sistema solar… Do que depende, que valores atinge?
Aceleração de queda livre
O que há de notável na famosa Torre Inclinada de Pisa? Inclinação, arquitetura? Sim. E também é conveniente derrubar vários objetos dele, que foi o que o famoso explorador italiano Galileo Galilei fez no início do século XVII. Jogando todo tipo de aparelho, ele notou que a bola pesada nos primeiros momentos da queda se move lentamente, depois aumenta sua velocidade. O pesquisador estava interessado na lei matemática segundo a qualocorre mudança de velocidade.
Medidas feitas posteriormente, inclusive por outros pesquisadores, mostraram que a velocidade do corpo em queda:
- para 1 segundo de queda torna-se igual a 9,8 m/s;
- em 2 segundos - 19,6 m/s;
- 3 – 29,4 m/s;
- …
- n segundos – n∙9,8 m/s.
Este valor de 9,8 m/s∙s é chamado de "aceleração de queda livre". Em Marte (Planeta Vermelho) ou em outro planeta, a aceleração é a mesma ou não?
Por que é diferente em Marte
Isaac Newton, que disse ao mundo o que é a gravitação universal, foi capaz de formular a lei da aceleração de queda livre.
Com os avanços na tecnologia que elevaram a precisão das medições de laboratório a um novo nível, os cientistas puderam confirmar que a aceleração da gravidade no planeta Terra não é um valor tão constante. Então, nos pólos é maior, no equador é menor.
A resposta para este enigma está na equação acima. O fato é que o globo, estritamente falando, não é bem uma esfera. É um elipsóide, ligeiramente achatado nos pólos. A distância ao centro do planeta nos pólos é menor. E como Marte difere em massa e tamanho do globo… A aceleração da queda livre nele também será diferente.
Usando a equação de Newton e conhecimento comum:
- massa do planeta Marte − 6, 4171 1023 kg;
- diâmetro médio − 3389500 m;
- constante gravitacional − 6, 67∙10-11m3∙s-2∙kg-1.
Não será difícil encontrar a aceleração da queda livre em Marte.
g Mars=G∙M Mars / RMars 2.
g Mars=6, 67∙10-11∙6, 4171 1023/ 33895002=3,71 m/s2.
Para verificar o valor recebido, você pode consultar qualquer livro de referência. Ele coincide com a tabela, o que significa que o cálculo foi feito corretamente.
Como a aceleração da gravidade está relacionada ao peso
Peso é a força com que qualquer corpo com massa pressiona a superfície do planeta. É medido em newtons e é igual ao produto da massa pela aceleração da queda livre. Em Marte e em qualquer outro planeta, é claro, será diferente da Terra. Assim, na Lua, a gravidade é seis vezes menor do que na superfície do nosso planeta. Isso até criou certas dificuldades para os astronautas que pousaram em um satélite natural. Acabou sendo mais conveniente se movimentar, imitando um canguru.
Então, como foi calculado, a aceleração de queda livre em Marte é 3,7 m/s2, ou 3,7 / 9,8=0,38 da Terra.
E isso significa que o peso de qualquer objeto na superfície do Planeta Vermelho será apenas 38% do peso do mesmo objeto na Terra.
Como e onde funciona
Vamos viajar mentalmente pelo Universo e encontrar a aceleração da queda livre nos planetas e outros corpos espaciais. Os astronautas da NASA planejam pousar em um dos asteroides nas próximas décadas. Vejamos Vesta, o maior asteroide do sistema solar (Ceres era maior, mas foi recentemente transferido para a categoria de planetas anões, “promovido em classificação”).
g Vesta=0,22 m/s2.
Todos os corpos massivos se tornarão 45 vezes mais leves. Com uma gravidade tão pequena, qualquer trabalho na superfície se tornará um problema. Um empurrão ou s alto descuidado lançará imediatamente o astronauta várias dezenas de metros para cima. O que podemos dizer sobre os planos para a extração de minerais em asteróides. Uma escavadeira ou equipamento de perfuração terá que ser literalmente amarrado a essas rochas espaciais.
E agora o outro extremo. Imagine-se na superfície de uma estrela de nêutrons (um corpo com a massa do Sol, mas com um diâmetro de cerca de 15 km). Então, se de alguma maneira incompreensível o astronauta não morrer da radiação fora de escala de todas as faixas possíveis, a seguinte imagem aparecerá diante de seus olhos:
g n.estrelas=6, 67∙10-11∙1, 9885 1030/ 75002=2 357 919 111 111 m/s2.
Uma moeda pesando 1 grama pesaria 240 mil toneladas na superfície deste objeto espacial único.
