Hvordan beregne tettheten av solsystemet
Tetthet er et godt definert begrep, og omfanget av solsystemet er relativt godt avtalt, men å sette disse begrepene sammen skaper et interessant problem. Tetthet er totale massen delt på totalvolumet. Solsystemet er sol og alle objektene som er fanget av sin gravitasjons innflytelse --- selv om det er noen ulike meninger om plasseringen av grensen av solsystemet. Tettheten av en ballong (lav), en cantaloupe (medium) eller et kanon (høy) er lett å beregne. Fordi solsystemet har så mye tomrom i forhold til massene som opptar den plassen, er tettheten vanskelig å definere. Det er noen rimelige tilnærminger, skjønt.
Bruksanvisning
Gjennomsnittlig tetthet
1 
Slå opp intensiteten til hver av de organer i solsystemet.
Ved hjelp av den indre solcellesystemet som et eksempel: densiteten av solen er 1,4; Kvikksølv er 5,4; Venus er 5,2; Jorden er 5,5; og Mars er 3,9; med alle målt i gram per kubikkcentimeter.
2 
Legg dem alle. For tettheter av det indre solcellesystemet i eksempelet:
(1,4 + 5,4 + 5,2 + 5,5 + 3,9) = 21,4 g / cm ^ 3.
3 
Dividere med antall objekter. Dette er den gjennomsnittlige tettheten av alle objektene i den valgte prøven.
Så, for det indre solsystemet, er gjennomsnittlig tetthet: 21,4 / 5 = 4,3 g / cm ^ 3.
Vektet gjennomsnittlig tetthet
4 Slå opp masse og radius av hver kroppsdel i solsystemet.
Ved hjelp av det indre solsystemet som et eksempel igjen, har solen en masse på 1.989.000 og en radius på 695 980. Mercury har en masse på 0,3 og en radius av 2440. Venus har en masse på 4,9 og en radius av 6052. Jorden har en masse på 6,0 og en radius av 6371. Mars har en masse på 0,6 og en radius av 3390. Den massen er i enheter på 10 ^ 24 kg og radius er i kilometer.
5 Legg opp den totale massen. For eksempel 1,989,000 + 0,3 + 4,9 + 6,0 + 0,6 = 1,989,011.8 x 10 ^ 24 kg, noe som tilsvarer 1,989,011.8 x 10 ^ 27 g.
6 Beregn volumet av hver kropp og legge opp det totale volumet. Volum = (4/3)
Pi Radius ^ 3.
Volumene for det indre solsystemet eksempel er sol = 1412145200; Mercury = 61; Venus = 928; Earth = 1083; og Mars = 163 med alle gitt i 10 ^ 24 cm ^ 3. Den totale er 1412147400 x 10 ^ 24 cm ^ 3.
7 
Del massen av volumet. Dette ville være tettheten av et objekt som ble dannet ved å skyve alt sammen i en gigantisk blob: 1.989,011.8 10 ^ 27 g / 1,412,147,400 10 ^ 24 cm ^ 3 = 1,4 g / cm ^ 3. Dette er det samme som solen alene som er fornuftig fordi legger planetene i solen er som å kaste et par småstein i sjøen.
Totalt Massetetthet
8 Slå opp massene av hvert av objektene i solsystemet og legge dem sammen. Igjen ta som et eksempel det indre solsystemet med masser i enheter på 10 ^ 27 g: Sun = 1989000; Mercury = 0,3; Venus = 4,9; Earth = 6,0; og Mars = 0,6 i totalt 1,989,011.8 * 10 ^ 27 g. 9 
Beregn det totale volumet av solsystemet. For volumet av det indre solsystemet, bruk en gigantisk kule alt som finnes i diameteren på banen til Mars. Radius av Mars 'bane er 228 millioner kilometer. En sfære med radius som har et volum på 5 * 10 ^ 40 kubikkcentimeter.
10 
Ta den totale massen og dele på det totale volumet av solsystemet.
Dette ville være tettheten av et objekt skapt av mose alle de individuelle objektene sammen, men deretter spre det resulterende glob inn alle plass i solsystemet.
For å fullføre eksempelet:
1,989,011.8 * 10 ^ 27 g / 5 x 10 ^ 40 cm ^ 3 = 0,00000004 g / cm ^ 3.
Dette er en indikasjon på hvor tomt solsystemet er. Dette er mer enn 30.000 ganger lavere tetthet enn luft ved overflaten av jorden.
Hint
- Du kan gjenta disse trinnene for hele solsystemet eller bare den ytre gass store planetene. Du kan også ta med i beregningene alle asteroider og kometer og objekter langt borte fra solen i Kuiperbeltet eller Oorts sky.