Gran Canyon Diablo Crater u Arizoni je 200m, a proizveden je udarcem meteorita od 3xx10 ^ 8 kg koji je putovao 1.3xx10 ^ 4 m / s. Procijenite (a) promjenu brzine Zemlje kao posljedice utjecaja i (b) prosječnu silu na Zemlju?

Gran Canyon Diablo Crater u Arizoni je 200m, a proizveden je udarcem meteorita od 3xx10 ^ 8 kg koji je putovao 1.3xx10 ^ 4 m / s. Procijenite (a) promjenu brzine Zemlje kao posljedice utjecaja i (b) prosječnu silu na Zemlju?
Anonim

Uz pretpostavku da je brzina meteorita navedena u odnosu na referentni okvir u kojem je zemlja stacionarna, te da nijedna kinetička energija meteorita nije izgubljena kao toplinski zvuk itd., Koristimo zakon očuvanja momenta

(A). Primjećujući da je početna brzina Zemlje #0#.

I nakon sudara meteorit se drži zemlje i obje se kreću istom brzinom. Neka konačna brzina zemlje + kombinacija meteorita bude # V_C #, Iz dolje navedene jednadžbe dobivamo

# "Početni moment" = "Završni moment" #

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

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

Primjećujemo da je brzina meteorita jednaka # 10 ^ 4ms ^ -1 # mnogo je manja od brzine Zemlje koja je reda veličine # 10 ^ 24ms ^ -1 # stoga se zanemaruje u nazivniku.

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

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

To je promjena brzine Zemlje zbog sudara s meteoritom.

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

Usporedite sa Zemljinom srednjom orbitalnom brzinom # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

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

(b) Znamo ubrzanje zbog gravitacije # = 9.81ms ^ -2 #.

Podjednako kao prosječna vrijednost ubrzanja koja djeluje na meteorit,

Prosječna snaga na Zemlji # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, zaokruženo na dva decimalna mjesta.