Почему у планеты Плутон форма идеального шара, а у Земли - нет?

1890
1
0
20 июля
07:41
июль
2015

Внятно изложено в хорошей книге: Н. П. Грушинский КРУГЛАЯ ЛИ ЗЕМЛЯ airbase.ru

====

Гравитационное поле Земли складывается из двух составляющих: собственно гравитационной силы ньютоновского притяжения всеми массами Земли и инерционной – центробежной силы. Отношение их q в самом крайнем случае составляет 1/288. Это на экваторе. На полюсе же q = 0.

Центробежная сила Р возникает из-за вращения Земли. Она пропорциональна радиусу вращения r и квадрату угловой скорости ω: P = rω2. На экваторе r максимально и равно радиусу Земли. На полюсе r = 0. Направлена центробежная сила по перпендикуляру к радиусу вращения, т. е. к оси вращения Земли.

Равнодействующая сил притяжения направлена к центру масс. Если бы не было вращения, идеальное (жидкое, газообразное или пылевое) тело под действием ньютоновских сил тяготения должно принять форму шара. Если этот шар начнет вращаться, центробежные силы заставят «перетекать» вещество из областей, где они слабее, в области, где они сильнее, т. е. от полюсов к экватору. Возникает экваториальное «вздутие». Шарообразная Земля превращается в эллипсоид вращения, сплюснутый у. полюсов и растянутый в области экватора.

====

Теперь сравним:

Плутон: экваториальная скорость вращения 47,6 км/ч

Земля: экваториальная скорость вращения 1674,4 км/ч

upd. вопрос уточнен в комментарии:

В книге по ссылке даётся ответ, почему Земля -- геоид. Т.е. имеет неправильную форму, хотя в идеализированном виде -- элипсоид. Потому, что Земля не жидкая и не однородная. А почему в точности Плутон имеет более правильную форму, так на то и экспедиция, чтобы понять что-либо о его строении, происхождении, образовании. По расчетам Плутон имеет относительно малую плотность и, значит, состоит из легких химических элементов, ледяной мир из замерзших газов. Это даёт логичное объяснение, почему Плутон имеет относительно правильную форму.

википедия о составе Плутона: wikipedia.org

Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8—2,1 г/см³. Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50—70 % горных пород и 50—30 % льда. В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд (разновидности лёд I, лёд II, лёд III, лёд IV и лёд V, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан. Поскольку распад радиоактивных минералов в итоге нагрел бы льды достаточно для того, чтобы они отделились от горных пород, учёные предполагают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована — горные породы в плотном ядре, окружённые мантией изо льда, толщина которой в таком случае должна будет составлять примерно 300 км. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.

Для сравнения, плотность Земли -- 5,5153 г/см³

5
10
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта