La sonda Schiapparelli lanciata per esplorare il pianeta
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Categoria: FISICA | FORZE | FORZA PESO
La sonda Schiapparelli lanciata per esplorare il pianeta Marte nel 2016, è purtroppo andata distrutta nell’atterraggio sul suolo marziano. Su Marte i resti della sonda pesano 2135 N. Calcola la massa della sonda.
1) Forze
Le forze occupano una posizione particolarmente rilevante nella fisica, in quanto fungono da tramite tra la matematica e il mondo fisico che ci circonda. Esse non solo catalizzano il cambiamento, modellando il dinamismo e la struttura delle particelle, ma incarnano anche il fulcro attraverso il quale si snodano interazioni fondamentali, dall’attrazione gravitazionale alla forza elettromagnetica. Nello studio delle forze ci imbattiamo in concetti di causa ed effetto, azione e reazione, esplorando le leggi che governano il moto e studiando i meccanismi invisibili che regolano le particelle.
2) Forza peso
In questa lezione, ci avventureremo nel mondo della forza peso, un concetto fondamentale che ci accompagna quotidianamente, anche se potrebbe non sembrarci così evidente. La forza peso è strettamente legata al fenomeno della gravità, che ci tiene saldamente ancorati al suolo. Diamo una definizione preliminare: la forza peso è la forza con cui un corpo è attratto verso il centro della Terra a causa della gravità. Essa è legata a massa e accelerazione da una relazione di proporzionalità diretta. Questo concetto ci aiuterà notevolmente nella risoluzione degli esercizi e nella comprensione di come gli oggetti interagiscano con il mondo che li circonda.
Risoluzione – La sonda Schiapparelli lanciata per esplorare il pianeta
Concetto Chiave Utilizzato:
Forza Peso: La forza peso è la forza con cui un corpo è attratto verso il centro di un pianeta. È diretta verso il basso (verso il centro del pianeta) e ha un modulo dato da:
$[ F_{p} = mg ]$
dove:
$( F_{p} )$ è la forza peso (in Newton),
$( m )$ è la massa del corpo (in kg),
$( g )$ è l’accelerazione di gravità del pianeta (in ( frac{m}{s^2} )).
Dati dell’Esercizio:
– Forza peso su Marte:$ ( F_{p_{Marte}} = 2135 , N )$
– Accelerazione di gravità su Marte: $( g_{Marte} = 3,71 , \frac{m}{s^2} )$ (dato noto e verificabile)
Obiettivo:
Calcolare la massa della sonda Schiapparelli su Marte, utilizzando la formula del peso e, se necessario, la sua formula inversa.
Passaggi della Risoluzione:
Passaggio 1: Utilizzo della Formula del Peso
Per calcolare la massa della sonda, possiamo utilizzare la formula del peso e risolverla per la massa $( m )$. La formula inversa del peso, che ci permette di calcolare la massa quando conosciamo il peso e l’accelerazione di gravità, è:
$[ m = \frac{F_{p}}{g} ]$
Passaggio 2: Sostituzione dei Dati
Sostituendo i dati dell’esercizio nella formula, abbiamo:
$[ m = \frac{F_{p_{Marte}}}{g_{Marte}} ]$
$[ m = \frac{2135 , N}{3,71 , \frac{m}{s^2}} ]$
Passaggio 3: Calcolo della Massa
$[ m = 575,47 , kg ]$
Risultato:
La massa della sonda Schiapparelli su Marte è $( 575,47 kg )$.
Spiegazione:
– Abbiamo utilizzato la formula del peso, che collega la massa di un oggetto alla forza peso che esso sperimenta su un pianeta, per calcolare la massa della sonda su Marte.
– Abbiamo utilizzato la formula inversa del peso per isolare la massa e calcolarla utilizzando il peso fornito nell’esercizio e l’accelerazione di gravità su Marte.
– Il risultato ottenuto, $( 575,47 kg )$, rappresenta la massa della sonda, ovvero la quantità di materia contenuta in essa, e questa grandezza è una costante che non cambia a prescindere dalla posizione della sonda nell’universo.