A medição do peso da Terra é derivada da atração gravitacional que a Terra exerce por objetos próximos a ela. Visão Digital/Getty Images Seria mais apropriado perguntar:"Qual é a massa da Terra ?" A resposta rápida para isso é aproximadamente 6.000.000.000.000.000.000.000.000 (6 x 1.024) quilogramas.
A subquestão interessante é:"Como alguém descobriu isso?" Não é como se o planeta subisse na balança todas as manhãs antes de tomar banho. A medição do peso do planeta é derivada da atração gravitacional que a Terra exerce pelos objetos próximos a ela.
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Massa e Gravidade
Calculando a massa das esferas
Massa x Peso
Massa e Gravidade
Acontece que quaisquer duas massas têm atração gravitacional uma pela outra – literalmente quaisquer duas no sistema solar. Se você colocar duas bolas de boliche próximas uma da outra, elas se atrairão gravitacionalmente. A atração é extremamente leve, mas se seus instrumentos forem sensíveis o suficiente, você poderá medir a atração gravitacional que duas bolas de boliche exercem uma sobre a outra.
A partir dessa medição, você poderia determinar a massa dos dois objetos. O mesmo se aplica a duas bolas de golfe, mas a atração é ainda menor porque a quantidade de força gravitacional depende da massa dos objetos.
Calculando a massa das esferas
Isaac Newton mostrou que, para objetos esféricos, é possível fazer a suposição simplificadora de que toda a massa do objeto está concentrada no centro da esfera. No caso do nosso planeta, o centro da esfera seria o centro da Terra.
A equação a seguir expressa a atração gravitacional que dois objetos esféricos exercem um sobre o outro:
F =G(M1 x M2/R2)
F é a força de atração entre eles.
G é a constante gravitacional igual a 6,67259 x 10
-11
m3/kg
2
.
M1 e M2 são as duas massas que se atraem.
R é a distância que separa os dois objetos.
Calculando a Massa da Terra
Suponha que a Terra seja uma das massas (M1) e uma esfera de 1 kg seja a outra (M2). A força entre eles é 9,8 kg x m/s
2
— podemos calcular esta força largando a esfera de 1 quilograma e medindo a aceleração que o campo gravitacional da Terra aplica a ela (9,8 m/s
2
).
O raio da Terra é de 6.400.000 metros (6.999.125 jardas). Se você inserir todos esses valores e resolver para M1, descobrirá que a massa da Terra é 6.000.000.000.000.000.000.000.000 quilogramas (6 x 1.024 quilogramas, ou 1,3 x 1.025 libras).
Massa x Peso
Por que é “mais apropriado” perguntar sobre a massa da Terra do que sobre o peso? O peso é uma força que requer um campo gravitacional para ser determinado. Você pode pegar uma bola de boliche e pesá-la na Terra e na Lua. O peso na Lua será um sexto do peso da Terra, mas a quantidade de massa é a mesma em ambos os lugares.
Para pesar da Terra, precisaríamos saber em qual campo gravitacional do objeto queremos calcular o peso. A massa da Terra, por outro lado, é uma constante.
Perguntas frequentes sobre a massa da Terra
Como a massa da Terra é calculada?
Como os cientistas já conhecem o raio do planeta Terra, eles usaram a Lei da Gravitação Universal para determinar a massa da Terra em relação à força gravitacional sobre um objeto na superfície da Terra. Simplificando, este método usa o raio da Terra como distância.
Qual é a maior parte da massa da Terra?
O núcleo da Terra representa 15% do volume do planeta, mas 30% da sua massa. A maior parte da massa da Terra é o seu manto. O manto representa 84% do seu volume e quase 70% da sua massa. A crosta terrestre representa apenas 1% da sua massa, o que significa que a maior parte da densidade da Terra está voltada para o seu centro.
Como Cavendish calculou a massa da Terra?
Henry Cavendish mediu a força entre a atração de esferas metálicas com a ajuda de uma balança de torção. Ele já conhecia a massa de ambas as esferas e a distância entre elas. Medindo cuidadosamente a força entre estas esferas, ele calculou a sua atração gravitacional. Como a força gravitacional da Terra sobre a bola menor poderia ser medida pesando-a, a razão entre as duas forças permitiu calcular a densidade da Terra, usando a lei da gravitação de Newton.
Qual é a definição simples de massa?
Massa é a medida da quantidade de matéria em qualquer objeto. Na Terra, podemos pesar coisas para determinar a massa. Mas no espaço sideral, algo pode ter muita massa, mas não muito peso, porque a força da gravidade seria pequena.
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