← Физика 7–9
Физика · 7 класс · Раздел 5. Взаимодействие тел

Сила тяжести на других планетах

Почему на Луне можно прыгнуть выше, что не меняется при переносе на другую планету, а что меняется, значения g на Земле, Луне, Марсе, Юпитере.

Почему на Луне можно прыгнуть выше

Человек на Земле подпрыгивает и быстро возвращается обратно — Земля притягивает его вниз. Тот же человек на Луне подпрыгивает — и взлетает гораздо выше.

Он стал сильнее? Легче? Луна его «отпускает»? На самом деле масса человека не изменилась: если на Земле она была 50 кг, то и на Луне останется 50 кг. Но Луна притягивает тела слабее, чем Земля — поэтому сила тяжести на Луне меньше.

На разных планетах и спутниках сила тяжести может быть разной.

Масса и сила тяжести — не одно и то же

Это главный момент темы. Масса показывает, сколько вещества в теле, измеряется в килограммах: например, m = 40 кг. Если ученик имеет массу 40 кг на Земле, то на Луне, Марсе и Юпитере его масса останется 40 кг.

Сила тяжести показывает, с какой силой планета притягивает тело, измеряется в ньютонах (Н). На Земле тело массой 1 кг притягивается силой примерно 10 Н. На Луне — слабее, на Юпитере — сильнее.

Масса тела не зависит от планеты, а сила тяжести зависит.
Масса не меняется, сила тяжести меняется
Один и тот же ученик массой 40 кг на Земле, Луне, Марсе и Юпитере: масса везде 40 кг, а сила тяжести разная
Ученик массой 40 кг: на Земле Fтяж ≈ 400 Н, на Луне ≈ 64 Н, на Марсе ≈ 148 Н, на Юпитере ≈ 1000 Н. Масса везде одна и та же — меняется только сила тяжести.
Интерактив 1 — «Масса или сила тяжести?»
Нажмите на ситуацию и проверьте себя.

Формула силы тяжести и что такое g

Fтяж = m · g
где m — масса тела (кг), g — сила притяжения на 1 кг массы (Н/кг)

Буква g показывает, насколько сильно небесное тело притягивает каждый килограмм массы. Чем больше g, тем сильнее тело притягивается к поверхности.

Главный интерактив — «Космические весы»
Выберите массу тела и планету — сила тяжести пересчитается сразу.
Масса m, кг
5 кг
Fтяж = 5 кг × 10 Н/кг (Земля)
50 Н
Обычная земная сила тяжести.

Почему на разных планетах разная сила тяжести

Сила тяжести зависит от небесного тела. Главные причины: масса планеты, её размер и расстояние от центра планеты до поверхности. Чем массивнее планета, тем сильнее она притягивает тела. Но важен и размер: если планета большая, её поверхность дальше от центра, а притяжение с расстоянием ослабевает.

Для 7 класса достаточно запомнить: у разных небесных тел разное значение g, поэтому сила тяжести на них разная.

Небесное телоg, Н/кгЧто это значит
Луна1,6притягивает намного слабее Земли
Марс3,7притягивает слабее Земли
Венера8,9почти как Земля
Земля9,8 ≈ 10привычная нам сила тяжести
Сатурн10,4примерно как Земля
Нептун11,2немного сильнее Земли
Юпитер24,8 ≈ 25притягивает гораздо сильнее Земли
Интерактив 2 — «Где тяжелее?»
Нажмите на планету, чтобы увидеть значение g. Попробуйте сначала догадаться, где притяжение слабее, а где сильнее.
Правильный порядок от слабого притяжения к сильному: Луна → Марс → Земля → Юпитер.
Главный интерактив — «Прыжок на разных планетах»
Нажмите на планету — посмотрите, как высоко подпрыгнет один и тот же человек.
Обычный прыжок — Земля быстро возвращает тело обратно.

Почему на Луне движения выглядят медленными

На кадрах с Луны астронавты двигаются необычно — как будто подпрыгивают и медленно опускаются. Это происходит потому, что Луна притягивает их слабее, чем Земля: после толчка ногами Луна медленнее возвращает тело обратно к поверхности, поэтому прыжок получается выше и длиннее.

Но двигаться там всё равно непросто: скафандр тяжёлый, движения ограничены, поверхность неровная — поэтому астронавты передвигались осторожно, а не бегали.

Почему на Юпитере было бы тяжело

Юпитер — огромная планета, его притяжение намного сильнее земного. Тело массой 10 кг на Земле притягивается силой Fтяж = 10 · 10 = 100 Н, а на Юпитере — Fтяж = 10 · 25 = 250 Н. То есть тело той же массы притягивалось бы гораздо сильнее.

У Юпитера нет твёрдой поверхности, похожей на земную — это газовый гигант. Фраза «стоять на Юпитере» условная. В школьных задачах обычно просто сравнивают силу тяжести по значению g.

Вес на других планетах

В обычной спокойной ситуации вес тела равен силе тяжести:

P = Fтяж = m · g

Поэтому если сила тяжести меньше, то и вес тела меньше. На Луне и Марсе человек имел бы меньший вес, чем на Земле, а на Юпитере — больший. Но масса человека не меняется.

В быту говорят: «на Луне человек весит меньше». Точнее: на Луне вес человека меньше, но масса остаётся такой же.
Интерактив 3 — «Масса остаётся, вес меняется»
Человек имеет массу 60 кг. Нажмите на планету и найдите вес.

Как решать задачи

Шаг 1. Найди массу тела и значение g для нужной планеты.

Шаг 2. Проверь единицы: масса — в кг, g — в Н/кг, сила получится в Н.

Шаг 3. Используй формулу Fтяж = m · g.

Шаг 4–5. Подставь числа и запиши ответ. Например: m = 3 кг, g = 1,6 Н/кг → Fтяж = 3 · 1,6 = 4,8 Н.

Задачи

Задача 1 — камень на Луне

Масса камня 2 кг. Найдите силу тяжести на Луне. g = 1,6 Н/кг.

m = 2 кг, g = 1,6 Н/кг

Fтяж = 2 · 1,6 = 3,2 Н

Ответ: 3,2 Н
Задача 2 — рюкзак на Марсе

Масса рюкзака 5 кг. Найдите силу тяжести на Марсе. g = 3,7 Н/кг.

m = 5 кг, g = 3,7 Н/кг

Fтяж = 5 · 3,7 = 18,5 Н

Ответ: 18,5 Н
Задача 3 — тело на Юпитере

Масса тела 4 кг. Найдите силу тяжести на Юпитере. g = 25 Н/кг.

m = 4 кг, g = 25 Н/кг

Fтяж = 4 · 25 = 100 Н

Ответ: 100 Н
Задача 4 — сравнение Земли и Луны

Масса тела 10 кг. Во сколько раз сила тяжести на Земле больше, чем на Луне?

gЗемля = 10 Н/кг, gЛуна = 1,6 Н/кг

FЗ = 10 · 10 = 100 Н, FЛ = 10 · 1,6 = 16 Н, 100 / 16 = 6,25

Ответ: примерно в 6 раз больше
Интерактив 4 — «Сравни две планеты»
Тело массой 10 кг. Нажмите на пару планет и сравните силу тяжести.
Мини-опыт 1 — «Луна» с резинкой

Что нужно

Резинка и небольшой предмет, например игрушечный человечек.

Что сделать

Потяни предмет вниз резинкой слабо — это «Луна». Потом сильнее — «Земля». Потом ещё сильнее — «Юпитер».

Что заметишь

Чем сильнее «притяжение», тем труднее поднять предмет вверх — так и с настоящей силой тяжести на разных планетах.
Мини-опыт 2 — «Прыжок и сила тяжести»

Что нужно

Только ты и безопасное место.

Что сделать

Подпрыгни на Земле и почувствуй, как быстро возвращаешься обратно.

Что представить

На Луне сила тяжести слабее — такой же толчок поднял бы тебя выше. На Юпитере сила тяжести больше — подпрыгнуть было бы намного труднее.

Сила тяжести влияет на то, как тела падают и как трудно оторваться от поверхности.

Частые ошибки

1
«На Луне масса человека меньше» — нет. Масса остаётся той же, меньше становятся сила тяжести и вес.
2
«Если тело легче поднять, значит у него меньше масса» — не всегда. На другой планете масса та же, а сила тяжести может быть меньше.
3
«g везде равно 10 Н/кг» — нет, это значение только около поверхности Земли. На других планетах и спутниках g другое.
4
«Вес и масса — одно и то же» — нет. Масса измеряется в килограммах, вес — в ньютонах.
5
«На Юпитере можно просто стоять, как на Земле» — Юпитер газовый гигант, у него нет твёрдой поверхности. В задачах обычно сравнивают значение g, а не реальную прогулку.
Проверь себя Вопрос 1 из 10
правильных ответов из 10

Главное

Физика 7 класс, §§ по Пёрышкину. Тема 23.