Tyngdekraft på gasplanet – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Tyngdekraft på gasplanet

18. oktober 2012

Tyngdekraft på gasplanet

Hej Spørg om Fysik
Jeg har i længere tid spekuleret over hvad der ville ske, hvis man nu havde en en gasplanet med en tyngdekraft, og kastede en bold ned på planeten. Hvad ville der ske når bolden ramte midterpunktet?
Ville bolden blot stå stille på midten, da tyngdekraften ville påvirke bolden fra alle vinkler - eller???

Med venlig hilsen
N M

Hvis man har en gasplanet som f.eks. Jupiter, og kastede en bold ud, så ville den næppe nå midten. Den ville blive knust af de enorme tryk, der kommer efterhånden som man bevæger sig ned i planeten.

Desuden ville gnidningsmodstanden blive større og større, idet luftens densitet bliver større, så bolden ville falde langsommere og langsommere. Hvis man antager, at den når midten, ville tyngdekraften være 0 N.

Tyngdekraften er kraften imellem to masser, til dagligt jorden og os selv. Den virker, som om den kommer fra jordcentret. Hvis man bevæger sig indad i jorden, falder tyngdeaccelerationen og dermed kraften, idet det kun er den del af jordmassen der er nærmere ved jordcentret,  end det sted vi er, som giver anledning til tyngdeacceleration. Man kan nemt vise at for den del af massen der er udenfor ophæves tiltrækningen fra et område af et modsvarende område diagonalt på den anden side af jorden så det giver ikke anledning til kræfter. Der står også lidt mere dette emne i: Gasser og tyngdekraft >> 

Jupiter er det man kalder en gasgigant, og massen ligger omkring 1/1000 af solen, eller 2,5 gange summen af alle andre planeter. Den har et rumfang der er 1320 gange Jordens.  Radius er ca. 71 000 km, massen 1,90*1027 kg eller 318 gange jordens masse. I centrum, er temperaturen omkring måske 20 000 til 36 000 grader, trykket imellem 3000 og 4500 GPa (lufttrykket er altså 30 millioner gange større end trykket ved jordoverfladen), idet der ved jordoverfladen er omkring 100 kPa. Det vil vor bold næppe kunne holde til. En stor del af Jupiter er brint, ¼ er dog Helium samt spor af andre lette elementer.

Brinten nær centrum er under meget højt tryk, og der er antageligt tale om fast stof, man kalder det metallisk brint. Tilsvarende må andre gasformige grundstoffer forventes at være i fast form på grund af trykket. Der kan være tale om at der er en klippeagtig kerne af tunge elementer.

Men der er altså ikke nogen kendt veldefineret overflade. Gennemsnitsdensiteten er ca. 1300 kg/m2altså højere end vand, men bliver altså blot tykkere og tykkere gas og så måske noget fasrtstofagtigt i centrum. Saturn, Uranus og Neptun er også gasplaneter med principielt samme opbygning. 

Læs mere om planeterne i vores solsystem i Almanakken: http://www.nbi.ku.dk/almanakken/planeterne/

Med venlig hilsen
Malte Olsen