亚利桑那州的格兰峡谷暗黑破坏神陨石坑是200米,是由一颗3xx10 ^ 8千克的陨石以1.3xx10 ^ 4米/秒的速度撞击而产生的。估计(a)撞击造成的地球速度变化和(b)地球上施加的平均力?

亚利桑那州的格兰峡谷暗黑破坏神陨石坑是200米,是由一颗3xx10 ^ 8千克的陨石以1.3xx10 ^ 4米/秒的速度撞击而产生的。估计(a)撞击造成的地球速度变化和(b)地球上施加的平均力?
Anonim

假设陨石的速度已经相对于地球静止的参考系表示,并且陨石的动能没有作为热声等损失,我们利用动量守恒定律

(一个)。注意到地球的初始速度是 #0#.

碰撞后,陨石粘在地上,两者都以相同的速度移动。让地球+陨石的最终速度结合起来 #V_C#。从下面的等式我们得到

#“初始动力”=“最终动力”#

#(3xx10 ^ 8)xx(1.3xx10 ^ 4)=(3xx10 ^ 8 + 5.972 xx 10 ^ 24)xxv_C#

哪里 #5.972×10 ^ 24kg# 是地球的质量。

我们观察到陨石的速度大约为 #10 ^ ^为4ms -1# 比地球的速度要小得多 #10 ^ ^ 24MS -1# 因此在分母中被忽略。

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

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

这是由于与陨石碰撞而导致的地球速度变化。

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

与地球的平均轨道速度相比较 #3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1#

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

(b)我们知道由于重力引起的加速度 #= 9.81ms ^ -2#.

与陨石上的加速度的平均值相同,

平均施加在地球上的力量 #F =毫克#

#=> F =(3xx10 ^ 8)xx9.81 = 2.94x x10 ^ 9N#,四舍五入到小数点后两位。