Deprecated: mysql_connect(): The mysql extension is deprecated and will be removed in the future: use mysqli or PDO instead in /home1/saeedsha/public_html/ask/qa-include/qa-db.php on line 66
زمین وزن دارد یا خیر؟ - سامانه پرسش و پاسخ علمی دنوج

زمین وزن دارد یا خیر؟

+2 رای

درباره زمین
آیا زمین دارای وزن است یا خیر اګر دارد با اثبات بنوسید
تشکر از همکاری شما

پرسیده شد 19 شهریور 1394 در کیهان شناسی توسط ناشناس

1 پاسخ

+1 رای

براي محاسبه جرم زمين بايد ابتدا مقداري نيروي گرانش زمين، شعاع زمين و قاون گرانش نيوتن را دانست. طبق رابطه گرانش نيوتن enter image description here, نيروي وزن enter image description here. حالا اگر اين دو رابطه رو مساوي هم قرار بديم M يعني جرم زمين به دست مي ايد.
enter image description here
1- مقدار G توسط هنری گاوندیش درسال 1798 محاسبه شد كه برابربا 6/67 ضربدر 10 به توان 11 – متر مكعب (كیلو گرم بر مجذور ثانیه)است.
2- گالیله محاسبه كرد كه شتاب حاصل از نیروی گرانش زمین در نزدیكی سطح ان همواره برابربا 8/9 متر بر مجذور ثانیه است.
3- شعاع توسط دانشمند یونانی اراتوستن با مقایسه سایه های درون چاهها در فصل تابستان در حدود 230 سال قبل از میلاد مسیح محاسبه شد. اين شعاع برابر 6,371 km است.

در نهايت تمام مجهولات پيدا و مي توان مقدار جرم زمين كه برابر24 ^10 *5.972 kg را بدست اورد

پاسخ داده شد 12 مهر 1394 توسط مهندس پورنگ (26,950 امتیاز)
بازنگری شد 15 مهر 1394 توسط مهندس پورنگ

فكر ميكنم سوالي كه پرسيده شده اين هست كه آيا زمين وزن داره يا نه؟ نپرسيدن آيا زمين جرم داره يا نه؟ احتمالا تفاوت وزن و جرم رو ميدونين ديگه؟

اين نمونه سوالات غابا مد نظر جرم است در غير اين صورت پرسشگر مي بايست اين موضوع رو مشخص مي كرد .
زمين وزن دارد. زيرا لايه هاي دروني زمين به لايه هاي بيروني نيروي گرانش وارد مي كنند و همچنين خورشيد نيروي گرانش به زمين اعمال مي كند.

اثباط:
طبق قانون گرانش نيوتن:
F=G (M1.M2)/r^2
G=6.67410^−11 m^3/kgs^2
M sun=1.9891
10^30kg M earth=5.9736*10^24kg

ميانگين فاصله بين خورشيد و زمين حدود:
r=1.50310^11 m
كه وزن ميانگين زمين نسبت به خورشيد حدود:
F=3.510
10^22N
است كه مي توان به گونه اي ديگر نوشت:
W=3.5*10^21kg

پرسشگر به زبان فارسي سليس پرسيده زمين "وزن" دارد يا خير؟ به چه شكل ديگه "ميبايست" منظورش رو مشخص ميكرد؟ در ضمن پرسشگر كسي هست كه راجع به موضوع آگاهي كافي نداره، و قاعدتا پاسخ دهنده كسي هست كه راجع به مورد سوال علم بيشتري داره، يا لااقل اينطور فكر ميكنه. پس اگه احتمال ميده كه پرسشگر در سوالش مفهومي يا عبارتي يا كلمه اي رو نادرست يا به جاي چيز ديگري استفاده كرده، ميبايست در جوابش اون رو روشن كنه. نه اينكه مثل شما توقع داشته باشه سوال كننده موضوع رو مشخص كنه.

و اما راجع به جوابي كه دادين در ارتباط با وزن كره زمين. به من اجازه بدين يك توصيه واقعا دوستانه به شما بكنم. ببينيد جناب مهندس عزيز، خيلي خوب هست كه يكنفر تسلط به اعداد و ارقام و روابط و فرمول ها داشته باشه. ولي در حيطه علم، لااقل در محدوده علوم تجربي كه موضوع بحث ماست، و بلاخص فيزيك و تمام زير شاخه هاش مثل علوم مهندسي و غيره، درك مفاهيم و تعاريف مقدم بر عدد و رقم و رابطه هست. شما تا زماني كه مفاهيم رو به درستي درك نكنين و باهاشون مانوس نشين، فرمول و رابطه نوشتن يك كار بيهوده و حتي گمراه كننده هست. چون اگر تعريف رو درست درك نكرده باشين و در موردش اشتباه كنين، قطعا روابطي كه استفاده ميكنين شما رو به ناكجا آباد ميبره. به همون شكل، زماني كه سوالي رو قراره جواب بدين يا موضوعي رو آموزش بدين، ابتدا مفاهيم و تعاريف هستن كه ميبايست در موردشون حرف زده بشه و روشن بشن، و بعد اگر نياز بود، روابط و اعداد و فرمول ها به كمك ميان تا موضوع رو واضح تر كنن و سر و شكل علمي تري بهش بدن. اين نكته اي هست كه به عقيده من شما به كل ازش غافل هستين. در جواب يك سوال، يكسري فرمول رو پشت سر هم مينويسين، بدون اينكه دقيقا بدونين چي رو دارين اثبات ميكنين. نمونه بارزش همين موضوع وزن زمين كه ابتدا يكسري فرمول براي نشون دادن جرم زمين آوردين، بعدش هم دوباره يك رديف فرمول ديگه رو به اشتباه براي نشون دادن وزن زمين استفاده كردين.

براي اينكه ببينيم آيا زمين وزن داره يا نه، اول بايد وزن رو درست تعريف كنيم. وزن يك اصطلاح قراردادي براي اشاره به نوع خاصي از نيرو هست. به نيرويي كه به واسطه شتاب گرانش به جرم يك جسم وارد ميشه ميگن وزن اون جسم. شتاب گرانش از كجا مياد؟ از يك جرم فوق فوق بزرگ مثل يك سياره يا قمر يا ستاره، مثلا همين زمين خودمون. با اين تعريف از وزن، هميشه يكطرف داستان يك جرم بسيار بزرگ قرار داره كه گرانش ايجاد ميكنه، و يك جرم كوچك كه تحت تاثير اون گرانش بهش نيرو وارد ميشه. حالا وقتي سوال ميشه كه آيا زمين وزن داره يا نه، برداشت من اين هست كه آيا زمين به عنوان يك كل داراي وزن هست يا نه؟ پس با توجه به تعريف وزن، شرط اصلي اين هست كه يك جرم بسيار بسيار بزرگتر از زمين باشه كه زمين در ميدان گرانشي اون قرار داشته باشه. نيروها و فشارهاي داخلي زمين تحت تاثير گرانش خودش رو نميشه با اين تعريف گفت وزن زمين. مگر اينكه از ابتدا وزن رو طور ديگري تعريف كنيد.

و اما راجع به خورشيد. بله خورشيد جرم بسيار بزرگي هست با يك ميدان گرانشي فوق العاده قوي و در فاصله نسبتا نزديك به زمين. ولي زمين به هيچ وجه تحت تاثير اين گرانش وزني نداره. چون اساسا نيرويي بر اثر اين گرانش به زمين وارد نميشه. چرا؟ چون زمين در حال يك سقوط آزاد دائمي به سمت خورشيده، با شتابي دقيقا برابر با شتاب گرانش خورشيد و در خلاف جهت اون. احتمال زياد ميدم كه فورا با اين قسمت حرفم مخالفت كنين و كلي دليل و فرمول براي ردش بيارين. ولي مطمئن باشيد كاملا ميدونم كه چي دارم ميگم. تازه من اگاهانه يك عبارت نادرست هم به كار بردم كه بتونم بدون وارد شدن به مفاهيم نسبيت عام منظورم رو بگم. وگرنه از ديدگاه نسبيت عام، چه زمين كه در مدار خورشيد در حال سقوط آزاده، چه ماهواره ها كه دور زمين در حال سقوط آزاد هستن، چه حتي يك جرمي كه در مدار نيست و مستقيما داره به سمت يك ميدان گرانشي سقوط ميكنه، هيچكدوم حركت شتابدار ندارن. شتاب همشون در واقع صفر هست. مطمئن هستم اين قسمت رو ديگه اصلا نميتونيد درك كنيد، چون يك جرم در حال سقوط به وضوح حركت تند شونده داره و سرعتش در حال زياد شدنه. ولي باز هم باور كنين كه ميدونم چي دارم ميگم، شتاب اون جسم صفر هست. به هر حال، زمين با تعريفي كه از وزن كردم، وزن نداره.

به نظر من شما در اشتباه هستید. بنده و پرسشگر با روند حل مسئله آشنا است وگرنه در صورت وجود ابهام سوال می کرد.
شما این موضوعات رو باهم قاطی کردید. سوال این نیست که ایا زمین تحت گرانش خورشید وزن دارد و یا نه .سوال اینه زمین به عنوان جسم مادی وزن دارد یا نه. در مثال ماهواره در حال گردش حول زمین یا خود زمین که در هردو حالت مفهوم ماهواره به اونا طالاق میشه ، حالت دوران زمانی رخ می دهد که بین نیروی گرانش و گریز از مرکز تعادل برقرار بشه در این حالت ماهواره حول زمین و یا زمین حول خورشید دوران خواهد کرد. اگر این گرانش نبود ماهواره به خط مستقیم سر می کرد. حالا که مفهوم گرانش و نیرو مشخص شد می توان گفت گرانش برای اجسام جرم دار رخ می دهد ( چیزی که جنابعالی هم در توضحاتتون اشاره کردید) . پس در کل می توان گفت به نیرویی که به جسم دارای جرم به خاطر وجود گرانش اعمال می شود وزن گفته می شود.
در مورد حرکت ماهواره باید بگم که حرکت اون شتابداره . می دونم که فهمش براتون دشواره ولی باید گفت ماهواره ها در اطراف زمین با اندازه سرعت ثابت به دور زمین حرکت می کنند ولی چون جهت حرکت (جهت سرعت) تغییر میکند و سرعت یک کمیت برداری است پس تغییر در جهت سرعت منجر به ایجاد شتاب جانب مرکز می شود بنابراین حرکت ماهواره ها و سیارات که در مسیر دایره ای می چرخند حرکتی شتابدار است. به زبان ساده تر اندازه سرعت خطی اون ثابته ولی چون بردار سرعت لحظه ای ثابت نمی باشدو دایما تغییر جهت می دهد حرکت شتابدار است.
برای مطالعه بیشتر توصیه می شود کتاب فیزیک دانشگاهی جلد 1 رو مطالعه فرمایید.

نه عزيزم. فهمش اصلا برام دشوار نيست. بله ميدونم، حركت ماهواره شتابداره چون جهت حركتش (يا همون جهت بردار سرعتش)دائما در حال عوض شدنه. جرم در حال سقوط آزاد هم حركتش شتابداره، چون سرعتش دائما در حال زياد شدنه. اينها رو يك ٢٠ سالي هست كه ميدونم. حتي قبل از اينكه كتاب "فيزيك دانشگاهي جلد ١" رو پاس كنم ميدونستم. حالا اگه دوست داشته باشي، ميخوام يك چيزي خيلي جلوتر از كتاب "فيزيك دانشگاهي جلد ١" به شما ياد بدم. از ماهواره مثال نميزنم، چون ميترسم باز فكر كني مفهوم شتاب دوراني رو نميدونم چيه. همون سقوط آزاد كافيه. حركت جسم در حال سقوط آزاد شتابدار نيست!!!

( چون ميدونم دوستان كلاس ٥ و ٦ و دبيرستاني و دانشجوي ليسانس هم زياد تو اين صفحه هستن، براي اينكه خداي نكرده اونها رو گمراه نكنم اينجا بهشون توضيح ميدم. عزيزان، اگر معلمتون يا استادتون بهتون ياد ميده كه سقوط آزاد حركت شتابداره، كاملا درست ميگه. براي شما تا اطلاع ثانوي حركت سقوط آزاد شتابداره)

ولي براي شما مهندس جان، حركت سقوط آزاد شتابدار نيست. فقط خواهشا اينبار كتاب فيزيك دبيرستان رو بهم رفرنس نده. ترجيحا شما خودت يكم سرچ كن، شايد دليلش رو متوجه شدي. اگر نشدي و دوست داشتي بدوني، بپرس، با كمال ميل برات توضيح ميدم.

...