애리조나에있는 그랜 캐년 디아블로 크레이터 (Gran Canyon Diablo Crater)는 200m이며 1.3xx10 ^ 4m / s로 이동하는 3xx10 ^ 8kg 운석의 충돌에 의해 생성되었습니다. (a) 충격의 결과로 지구의 속도 변화와 (b) 지구에 가해진 평균 힘을 추정하시오.

운석의 속도가 지구가 정지되어 있고 운석의 운동 에너지가 열음 등으로 손실되지 않는 기준 프레임에 대해 기술되었다고 가정하면, 운동량 보존 법칙을 사용한다

(에이). 지구의 초기 속도가 #0#.

그리고 충돌 후 운석은 지구에 달라 붙고 둘 다 같은 속도로 움직입니다. 지구 + 운석의 최종 속도를합시다. # v_C #. 아래 명시된 방정식에서 우리는

# "초기 모멘텀"= "최종 모멘텀"#

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

어디에 # 5.972 × 10 ^ 24kg # 지구의 질량입니다.

우리는 운석의 속도가 # 10 ^ 4ms ^ -1 # 지구의 속도보다 훨씬 작고 # 10 ^ 24ms ^ -1 # 따라서 분모에서 무시됩니다.

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

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

이것은 운석과의 충돌로 인한 지구의 속도의 변화입니다.

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지구의 평균 궤도 속력과 비교 # 3.0xx10 ^ 4 ms ^ -1 #

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(b) 우리는 중력 가속도가 # = 9.81ms ^ -2 #.

운석에 작용하는 가속도의 평균값과 동일하게 생각하면,

지구에 가해진 평균 힘 # F = mg #

# => F = (3xx10 ^ 8) xx9.81 = 2.94xx10 ^ 9N #, 소수 둘째 자리로 반올림 됨.