Wie wiegen wir Planeten?
Im wirklichen Leben können wir einen Planeten nicht aufheben und auf eine Skala bringen. Wissenschaftler haben jedoch Möglichkeiten herauszufinden, wie viel ein Planet wiegt. Sie können berechnen, wie stark der Planet an anderen Dingen zieht. Je schwerer der Planet ist, desto stärker zieht er an Objekten in der Nähe – wie Monden oder Raumfahrzeugen. Diesen Schlepper nennen wir Gravitationskraft.
Was hat die Schwerkraft mit dem Gewicht zu tun?
Die Anziehungskraft der Erde hält den Mond in der Umlaufbahn um unseren Planeten. Voyager 1 hat dieses Bild von Erde und Mond aus einer Entfernung von 7,25 Millionen Meilen aufgenommen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech
Wenn Sie auf einer Waage stehen, messen Sie tatsächlich, wie stark die Schwerkraft der Erde an Ihnen zieht.
Wenn Sie auf eine Waage auf einer anderen treten würden Planet, es würde etwas anderes sagen als hier. Das liegt daran, dass die Planeten unterschiedliche Mengen wiegen und daher die Schwerkraft von Planet zu Planet unterschiedlich ist.
Zum Beispiel, wenn Sie 100 Pfund auf der Erde wiegen Sie würden nur 38 Pfund auf Quecksilber wiegen. Das liegt daran, dass Quecksilber weniger wiegt als die Erde, und daher würde seine Schwerkraft weniger an Ihrem Körper ziehen. Wenn Sie andererseits auf schwerem Jupiter wären, würden Sie satte 253 Pfund wiegen s!
Wie verwenden Wissenschaftler die Anziehungskraft als Skala?
Um herauszufinden, wie schwer ein Planet ist, müssen Wissenschaftler zwei Dinge wissen: wie lange er dauert nimmt Objekte in der Nähe, um den Planeten zu umkreisen und wie weit diese Objekte vom Planeten entfernt sind. Je näher ein Mond beispielsweise seinem Planeten ist, desto stärker wird der Planet daran ziehen. Die Zeit, die ein Objekt (ob es sich um einen Mond oder ein Raumschiff handelt) benötigt, um einen Planeten zu umkreisen, hängt sowohl von seiner Entfernung vom Planeten als auch von der Schwere des Planeten ab.
Warum sprechen Wissenschaftler normalerweise darüber? Masse statt Gewicht?
Das Gewicht eines Objekts hängt von seiner Masse ab und davon, wie stark die Schwerkraft daran zieht. Die Schwerkraft hängt davon ab, wie weit ein Objekt von einem anderen entfernt ist. Deshalb wiegt dasselbe Objekt auf verschiedenen Planeten unterschiedliche Mengen. Es ist manchmal einfacher, Planeten mit einer Messung zu vergleichen, die nicht ganz so kompliziert ist. Aus diesem Grund messen Wissenschaftler und Ingenieure häufig die Masse eines Objekts – wie viel Materie das Objekt enthält – und nicht sein Gewicht.
Die Masse bleibt unabhängig von Standort und Schwerkraft gleich. Sie hätten auf dem Mars oder Jupiter die gleiche Masse wie hier auf der Erde.
Ihr Gewicht ist auf anderen Planeten aufgrund der Schwerkraft unterschiedlich. Ihre Masse ist jedoch überall gleich!
Was ist die Masse der Erde?
Wir wissen, dass die Erde eine Masse von ungefähr 5.970.000.000.000.000.000.000.000 Kilogramm hat. Das ist eine wirklich große Zahl!
Wie schreibt man eine kürzere Version eines sehr große Nummer? Exponenten!
Die Erdmasse beträgt 5.970.000.000.000.000.000.000.000.000 Kilogramm. Das ist viel Masse! Hier ist eine kürzere Schreibweise für diese große Zahl: 5,97 x 1024 kg. Diese kleine 24 wird Exponent genannt. Ein Exponent einer Zahl gibt an, wie oft diese Zahl als Multiplikator verwendet werden soll. Mit anderen Worten:
5.970.000.000.000.000.000.000.000 ist dasselbe wie…
5,97 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10
, die auf…
5,97 x 1024
gekürzt werden können. Was ist die Masse des anderen? Planeten in unserem Sonnensystem?
In der folgenden Tabelle sind alle Planeten in unserem Sonnensystem in der Reihenfolge von am wenigsten massiv bis am massereichsten aufgeführt. Sie können auch die Masse jedes Planeten in Kilogramm finden und wie die Masse jedes Planeten mit der der Erde verglichen wird.
Planeten (in der Reihenfolge von am wenigsten massiv bis am massereichsten) | Masse (in Kilogramm) |
Masse jedes Planeten relativ zur Erde |
---|---|---|
Quecksilber | 3,30 x 1023 | 0,0553 |
Mars | 6,42 x 1023 | 0,107 |
Venus | 4,87 x 1024 | 0,815 |
Erde | 5,97 x 1024 | 1 |
Uranus | 8,68 x 1025 | 14,5 |
Neptun | 1,02 x 1026 | 17,1 |
Saturn | 5,68 x 1026 | 95,2 |
Jupiter | 1.90 x 1027 | 318 |