Jaka byłaby waga i wiek na planetach

Masa, ciężar czyli Twoja waga na innych planetach

Choć w języku potocznym używamy zamiennie pojęć masa i ciężar do określenia wagi to w fizyce tak naprawdę te dwa pojęcia nie są tym samym. Masę wyrażamy w kilogramach (w układzie jednostek SI) natomiast ciężar wyrażany jest w Newtonach.

Masa jest wielkością skalarną i rozumiana jest jako miara ilości materii obiektu fizycznego. Obiekty posiadające masę mają cechę zwaną bezwładnością lub inercją. Oznacza to, że np. leżący kamień pozostanie w bezruchu tak długo dopóki go nie popchniesz albo nie podniesiesz, a gdy już będzie się toczył to aby go zatrzymać musisz użyć również siły.
Kamień mający masę 1 kg będzie miał taką samą masę na ziemi, księżycu lub na innych planetach

Ciężar to zupełnie inna sprawa. Każdy obiekt we wszechświecie posiadający masę przyciąga inny obiekt posiadający masę. Siła przyciągania zależy od masy danych ciał oraz od odległości w jakiej znajdują się od siebie. A więc ciężar jest stosunkiem masy do siły grawitacji i wyraża się w Newtonach. Nie jest zatem wagą danego obiektu. Oznacza to, że jeśli obiekty masywne się przyciągają to robaka przyciąga jabłko, łódź przyciąga rybę, a człowieka np. samochód. Z uwagi jednak, że są to wartości znikome nie zauważamy ich. Możemy jednak bardzo łatwo zmierzyć przyciąganie pomiędzy bardzo masywnym obiektem takim jak np. Ziemia, a innym obiektem np. Tobą. Aby to zrobić wystarczy, że staniesz na wagę. Wagi mierzą siłę przyciągania pomiędzy Ziemią a innym przedmiotem znajdującym się na niej. Ta siła przyciągania jest właśnie ciężarem.

Ciężar jest wielkością zmienną, wektorową a masa stałą, skalarną. Wyobraź sobie, że jesteś na statku kosmicznym gdzieś daleko w przestrzeni kosmicznej i masz pod sobą wagę. Waga wskazywać będzie 0 ponieważ będziesz w stanie nieważkości i nie może zmierzyć przyciągania pomiędzy tobą a innym bardzo masywnym obiektem. Jednak Twoja masa pozostanie bez zmian. Mając przed sobą unoszący się (jak ty) kamień masa twoja i kamienia będzie różna. Nadal musisz go pchnąć aby nadać mu ruch lub pociągnąć by zatrzymać, gdyż jak wszystkie obiekty z masą posiada bezwładność ale nie ma ciężaru. Ciężar więc zależy od grawitacji, masy ciała i planety oraz odległości od środka planety. Jeśli masa ciała będzie dwukrotnie większa, większa będzie też grawitacja. Jeżeli odległość od środka planety wzrośnie dwukrotnie siła przyciągania zmaleje czterokrotnie. Na przykład Mars jest mniejszy oraz mniej masywny od Ziemi więc kilogramowa torebka cukru będzie miała inny ciężar na Ziemi niż na Marsie. Zatem wzór na ciężar ciała na innej planecie jest następujący $$F=G\cdot\frac{M\cdot m}{r^2}$$ gdzie:
G-stała grawitacyjna;
M-masa planety;
m-masa obiektu;
r-odległość od środka planety.
Ponieważ $$G\cdot\frac{M}{r^2}$$ nazywa się przyspieszeniem grawitacyjnym na powierzchni planety i oznacza przez g, co prowadzi do prostego wzoru łączącego masę ciała z jego ciężarem: $$ F_{g}=m\cdot g$$

Poniżej znajduje się tabela wg. której możemy samodzielnie obliczyć ciężar obiektu znajdującego się na danej planecie.

Planeta	Średnica równikowa [km]	Masa (1021kg)	Przyspieszenie grawitacyjne [m/s²]
Merkury	4 879	330,2	3,701
Wenus	12 104	4 868,5	8,87
Ziemia	12 756	5 974,2	9,80
Mars	6 805	641,9	3,69
Jowisz	142 984	1 898 600,8	24,70
Saturn	120 536	568 516,8	8,96
Uran	51 118	86 841,0	8,69
Neptun	49 528	102 439,6	11
Pluton	2 346	13,03	0,62

Kalkulator przelicza Twój ciężar (lub innego przedmiotu) tak, jakbyś położył wagę łazienkową na innej planecie (zakładając, że na planetach gazowych dałoby się to zrobić) i zmierzył swój ciężar.

Twój wiek w dniach i latach na innych planetach.

Na każdej z planet układu słonecznego dzień oraz rok mają inną długość. Ale czym jest dzień i czym jest rok ?

Jak zapewne każdy z nas wie Ziemia jest w ruchu. W rzeczywistości jest to kilka ruchów na raz.

Pierwszym z nich jest obrót wokół własnej osi. Ziemia obraca się w osi przebiegającej pomiędzy biegunami północnym i południowym jak wirujący bączek. Czas potrzebny Ziemi na pełny obrót wokół własnej osi nazywamy dniem. Dzień jest podzielony na 24 godziny, z których każda podzielona jest na 60 minut, a każda minuta podzielona jest na 60 sekund. Każda z planet ma inny czas obrotu wokół własnej osi. Czas obrotu wokół własnej osi np. wielkiego Jowisza wynosi ok. 10 godzin (tyle trwa dzień jowiszański), podczas gdy pełny obrót małej Wenus wynosi ok. 5832 godziny (czyli jeden dzień wenusjański trwa ok. 243 dni ziemskie).

Drugim ruchem jest obieg Ziemi wokół słońca. Ziemia obiega słońce jak zabawka jojo kręcona nad głową. Pełny obieg Ziemi wokół słońca określamy jako rok. Rok trwa nieco ponad 365 dni. Jak wiemy już ze szkoły podstawowej planety znajdujące się bliżej słońca mają mniejszą orbitę od planet położonych dalej. Dlatego czas ich obiegu jest różny. Najbliższa słońcu planeta Merkury potrzebuje zaledwie 88 dni aby wykonać pełny obrót wokół słońca, a najdalej oddalona planeta karłowata Pluton potrzebuje aż 248 lat ziemskich.

Poniżej znajduje się tabela z okresami obrotu oraz czasami obiegu wszystkich planet.

Planeta	Okres obrotu wokół osi	Czas obiegu w dniach
Merkury	58d 15h 26m	87,969
Wenus	243d 0h 27m	224,701
Ziemia	23h 56m 04s	365,256
Mars	24h 37m 23s	686,960
Jowisz	9h 55m 30s	4 333,287
Saturn	10h 39m 22s	10 756,200
Uran	17h 14m 24s	30 707,490
Neptun	16h 06m 36s	60 223,353
Pluton	6d 9h 21m 36s	90 403