Gran Canyon Diablo-krateret i Arizona er 200m, og ble produsert av en innvirkning på en 3xx10 ^ 8 kg meteoritt som beveger seg på 1,3xx10 ^ 4 m / s. Anslå (a) endringen i jordens hastighet som følge av virkningen og (b) den gjennomsnittlige kraften som utøves på jorden?

Gran Canyon Diablo-krateret i Arizona er 200m, og ble produsert av en innvirkning på en 3xx10 ^ 8 kg meteoritt som beveger seg på 1,3xx10 ^ 4 m / s. Anslå (a) endringen i jordens hastighet som følge av virkningen og (b) den gjennomsnittlige kraften som utøves på jorden?
Anonim

Forutsatt at meteorittets hastighet er blitt oppgitt med hensyn til en referansestamme hvor jorden er stasjonær og at ingen av meteorittets kinetiske energi går tapt som varmelyd etc., benytter vi loven om bevaring av momentum

(en). Legg merke til at jordens innledende hastighet er #0#.

Og etter kollisjonen stikker meteoritten til jorden og begge beveger seg med samme hastighet. La slutthastigheten av jord + meteoritt kombinere seg # Vqq #. Fra ligningen nevnt nedenfor får vi

# "Initial Momentum" = "Endelig momentum" #

# (3xx10 ^ 8) xx (1,3xx10 ^ 4) = (3xx10 ^ 8 + 5,972 xx 10 ^ 24) xxv_C #

hvor # 5.972 × 10 ^ 24kg # er jordens masse.

Vi observerer at hastigheten til meteoritt er av størrelsesorden # 10 ^ 4 ms ^ -1 # er mye mindre enn hastigheten på jorden som er av størrelsesorden # 10 ^ 24ms ^ -1 # derfor blir ignorert i nevnen.

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

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

Dette er endring i jordens hastighet på grunn av kollisjon med meteoritten.

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

Sammenlign med jordens gjennomsnittlige orbitale hastighet på # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

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

(b) Vi vet at akselerasjon på grunn av tyngdekraften # = 9.81ms ^ -2 #.

Tar samme som gjennomsnittsverdien av akselerasjon som virker på meteoritten,

Gjennomsnittlig kraft utøves på jorden # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, avrundet til to desimaler.