Craterul Gran Canyon Diablo din Arizona este de 200m și a fost produs printr-un impact al unui meteorit de 3x10x8 kg care călătorește la 1,3x104m / s. Estimați (a) schimbarea vitezei Pământului ca urmare a impactului și (b) forța medie exercitată pe Pământ?

Craterul Gran Canyon Diablo din Arizona este de 200m și a fost produs printr-un impact al unui meteorit de 3x10x8 kg care călătorește la 1,3x104m / s. Estimați (a) schimbarea vitezei Pământului ca urmare a impactului și (b) forța medie exercitată pe Pământ?
Anonim

Presupunând că viteza meteoritului a fost declarată cu privire la un cadru de referință în care pământul este staționar și că niciuna dintre energia cinetică a meteoritului nu este pierdută ca sunet de căldură etc., facem uz de legea conservării momentului

(A). Notând că viteza inițială a pământului este #0#.

După coliziune, meteoritul se prăbușește pe pământ și ambele se mișcă cu aceeași viteză. Fie ca viteza finală a pământului + meteoritul să fie combinată # # V_C. Din ecuația de mai jos obținem

# "Momentum inițial" = "Momentul final" #

# (3xx10 ^ 8) xx (1,3xx10 ^ 4) = (3xx10 ^ 8 + 5,972 xx10 ^ 24) xxv_C #

Unde # 5.972 × 10 ^ 24 kg # este masa pământului.

Observăm că viteza meteoritului este de ordinul lui # 10 ^ 4ms ^ -1 # este mult mai mică decât viteza pământului care este de ordinul lui # 10 ^ 24ms ^ -1 # prin urmare, este ignorat în numitor.

# => v_c aproximativ (3xx10 ^ 8xx1.3xx10 ^ 4) / (5.972 xx 10 ^ 24) #

# = 6.5xx10 ^ -13ms ^ -1 #

Aceasta este o schimbare a vitezei pământului din cauza coliziunii cu meteoritul.

-.-.-.-.-.-.-.-.-.

Comparați cu viteza orbitală medie a Pământului # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

(b) Știm că accelerația datorată gravitației # = 9.81ms ^ -2 #.

Luând același lucru ca valoarea medie a accelerației care acționează asupra meteoritului,

Forța medie exercitată pe Pământ # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, rotunjite la două zecimale.