Сблъсък на метеорит със Земята
Небесна динамика
Дейности
Преди 65 милиона години Земята се промени внезапно, много видове изчезнаха, растения, земя и морски животни и преди всичко великите динозаври. Малките бозайници обаче оцеляха. Възможната причина за такова бедствие би бил сблъсъкът на голям метеорит на полуостров Юкатан (Мексико), чиито характеристики са оценени като:
диаметър от 10 до 14 км,
плътност 1300-3400 kg/m 3
скорост от 20-25 км/сек
Земята описва почти кръгла орбита на ексцентричност ε= 0,0167. Изчисленията показват, че въздействието от този мащаб не е достатъчно, за да промени ексцентричността на земната орбита. На тази страница е описана хипотетична ситуация на сблъсък между метеорит и Земята.
Сблъсък на метеорит с неподвижната Земя
Първо, ще решим прост проблем, който често се поставя в курса по обща физика:
Да предположим масата на Земята М и радио R неподвижен в космоса, масивен метеорит г-н. Реши
Скорост v от метеорита непосредствено преди удара.
Скорост V от множеството след нееластичния сблъсък между Земята и метеорита.
За да разрешим проблема ще приемем, че масата м на метеорита е малък в сравнение с масата М на Земята, тоест силата на привличане на метеорита на Земята не предизвиква значително движение на това.
Силата на привличане е консервативна, така че общата енергия на метеорита остава постоянна.
Данните са v0 Y. r0 а неизвестното е скоростта v на метеорита непосредствено преди сблъсъка със Земята.
Земята и метеоритът образуват изолирана система, прилагайки принципа на запазване на линеен импулс,
получаваме скоростта на набора Земя-метеорит след сблъсъка и частта от кинетичната енергия на метеорита, която е трансформирана във вътрешна енергия на множеството.
Метеорит м= 2 · 10 7 кг маса е насочена от космоса към Земята. Вашата скорост на разстояние r0= 3,8 · 10 7 m от центъра на Земята е v0= 30 км/сек. Изчисли:
Скоростта, с която достига повърхността на Земята (приема се, че Земята е неподвижна преди сблъсъка)
Скоростта на ансамбъла Земя-метеорит след сблъсъка
Кинетичната енергия на метеорита се трансформира във вътрешна енергия на системата.
Земната маса, М= 5,98 · 10 24 кг
Земен радиус, R= 6,37 · 10 6 m
Постоянно, G= 6,67 10 -11 Nm 2/kg 2
Скоростта, с която метеоритът достига повърхността на Земята, v= 31689,7 m/s, а кинетичната му енергия е Ек= 1,0 10 16 J
Задайте скорост след сблъсък, V= 1,06 10 -13 m/s
Кинетичната енергия, трансформирана във вътрешна енергия е Въпрос:= 1,0 10 16 J.
Практически цялата кинетична енергия на метеорита се трансформира във вътрешна енергия, центърът на масата на Земята почти не се влияе от сблъсъка, скоростта му не се променя значително.
Метеоритът се сблъсква със Земята по кръгова орбита около Слънцето
Кръгова орбита на Земята
Ще приемем, че Земята описва кръгова орбита с радиус R= 1,49 · 10 11 м около Слънцето. Прилагайки уравнението на динамиката на равномерното кръгово движение, получаваме постоянната скорост Vt на Земята в нейното транслационно движение около Слънцето.
Необходимите данни са:
Радиусът на земната кръгова орбита, R= 1,49 10 11 m.
Масата на Слънцето г-ца= 1,98 10 30 кг
Резултатът е Vt= 29771,6 m/s