Comment calculer la densité du système solaire

January 12

Comment calculer la densité du système solaire


La densité est un terme bien défini, et l'étendue du système solaire est relativement bien convenu, mais mettre ces termes ensemble crée un problème intéressant. La densité est la masse totale divisée par le volume total. Le système solaire est le soleil et tous les objets qui sont piégés par son influence gravitationnelle --- bien qu'il y ait des opinions divergentes au sujet de l'emplacement de la limite du système solaire. La densité d'un ballon (faible), un cantaloup (moyen) ou un boulet de canon (haute) est facile à calculer. Parce que le système solaire a tellement d'espace vide par rapport aux masses qui occupent cet espace, la densité est difficile à définir. Il y a des approches raisonnables, cependant.

Instructions

Densité moyenne

1 Comment calculer la densité du système solaire

Le soleil est de loin l'objet le plus lourd dans le système solaire, mais les planètes intérieures rocheuses sont tous plus denses.

Consulter la densité de chacun des corps dans le système solaire.

En utilisant le système solaire interne, par exemple: la densité du soleil est de 1,4; Le mercure est de 5,4; Vénus est de 5,2; la Terre est de 5,5; et Mars est de 3,9; avec toutes mesurées en grammes par centimètre cube.

2 Comment calculer la densité du système solaire

Mercure est la plus petite planète, mais il est rocheux et dense.

Ajoutez-les tous. Pour les densités du système solaire interne dans l'exemple:

(1,4 + 5,4 + 5,2 + 5,5 + 3,9) = 21,4 g / cm ^ 3.

3 Comment calculer la densité du système solaire

Cette carte radar de Vénus montre la surface rocheuse sous les nuages.

Divisez par le nombre d'objets. Ceci est la densité moyenne de l'ensemble des objets de l'échantillon sélectionné.

Donc, pour le système solaire interne, la densité moyenne est de: 21,4 / 5 = 4,3 g / cm ^ 3.

Pondérée Moyenne Densité

4 Recherchez la masse et le rayon de chaque corps dans le système solaire.

En utilisant le système solaire interne, par exemple, encore une fois, le soleil a une masse de 1.989.000 et un rayon de 695,980. Le mercure a une masse de 0,3 et un rayon de 2440. Venus a une masse de 4,9 et un rayon de 6052. Terre a une masse de 6,0 et un rayon de 6371. Mars a une masse de 0,6 et un rayon de 3390. La masse est en unités de 10 ^ 24 kg et le rayon est en kilomètres.

5 Ajouter la masse totale. Pour l'exemple, 1,989,000 0,3 + 4,9 + 6,0 + 0,6 + = 1,989,011.8 x 10 ^ 24 kg, ce qui équivaut à 1,989,011.8 x 10 ^ 27 g.

6 Calculer le volume de chaque corps et ajouter le volume total. Volume = (4/3)

Pi Radius ^ 3.

Les volumes pour l'exemple intérieure du système solaire sont soleil = 1412145200; Mercure = 61; Venus = 928; Earth = 1083; et Mars = 163 avec toutes les données dans 10 ^ 24 cm ^ 3. Le total est 1412147400 x 10 ^ 24 cm ^ 3.

7 Comment calculer la densité du système solaire

Toutes les planètes forment ensemble qu'une infime fraction de la masse du soleil.

Diviser la masse par le volume. Ce serait la densité d'un objet qui a été formé en poussant tout ensemble dans un blob géant: 1.989,011.8 10 ^ 27 g / 1,412,147,400 10 ^ 24 cm ^ 3 = 1,4 g / cm ^ 3. Ceci est le même que le soleil seul ce qui est logique, car l'ajout des planètes dans le soleil est comme jeter quelques cailloux dans la mer.

Densité de masse globale

8 Consulter les masses de chacun des objets dans le système solaire et les additionner. Encore une fois prendre comme exemple le système solaire interne avec des masses en unités de 10 ^ 27 g: Sun = 1989000; Mercure = 0,3; Venus = 4,9; Earth = 6.0; et Mars = 0,6 pour un total de 1,989,011.8 * 10 ^ 27 g. 9 Comment calculer la densité du système solaire

Le système solaire interne se prolonge vers Mars, le dernier des planètes rocheuses.

Calculez le volume global du système solaire. Pour le volume du système solaire interne, utiliser une sphère géante tout contenu dans le diamètre de l'orbite de Mars. Le rayon de l'orbite de Mars est de 228 millions de kilomètres. Une sphère avec un rayon qui a un volume de 5 * 10 ^ 40 centimètres cubes.

dix Comment calculer la densité du système solaire

La majeure partie du système solaire est un espace vide --- même des graphiques tels que ceux-ci exagèrent la taille des planètes pour les rendre visibles.

Prendre la masse totale et diviser par le volume global du système solaire.

Ce serait la densité d'un objet créé en écrasant tous les objets individuels ensemble, mais la propagation de la glob résultant hors de remplir tout l'espace dans le système solaire.

Pour terminer l'exemple:

1,989,011.8 * 10 ^ 27 g / 5 x 10 ^ 40 cm ^ 3 = 0,00000004 g / cm ^ 3.

Ceci est une indication de combien vide du système solaire est. Ceci est plus de 30.000 fois moins dense que l'air à la surface de la Terre.

Conseils et avertissements

  • Vous pouvez répéter ces étapes pour le système solaire tout entier ou juste le gaz externe planètes géantes. Vous pouvez également inclure dans vos calculs tous les astéroïdes et les comètes et objets loin du soleil dans la ceinture de Kuiper ou Oort Cloud.