Quão forte é a gravidade em outros planetas?
por Matt Williams , Universo Hoje
Gravidade é uma força fundamental da física, uma força que nós terráqueos tendemos a tomar como certa. Você não pode realmente nos culpar. Tendo evoluído ao longo de bilhões de anos no ambiente da Terra, estamos acostumados a viver com o puxão de um 1 g (ou 9,8 m/s2) constante. No entanto, para aqueles que foram para o espaço ou puseram os pés na Lua, a gravidade é uma coisa muito ténue e preciosa.
Basicamente, a gravidade depende da massa, onde todas as coisas – desde estrelas, planetas e galáxias até à luz e partículas subatómicas – são atraídas umas pelas outras. Dependendo do tamanho, massa e densidade do objeto, a força gravitacional que ele exerce varia. E quando se trata dos planetas do nosso sistema solar, que variam em tamanho e massa, a força da gravidade em suas superfícies varia consideravelmente.
Por exemplo, a gravidade da Terra, como já observado, é equivalente a 9,80665 m/s2 (ou 32,174 pés/s2). Isto significa que um objeto, se mantido acima do solo e solto, irá acelerar em direção à superfície a uma velocidade de cerca de 9,8 metros para cada segundo de queda livre. Este é o padrão para medir a gravidade em outros planetas, que também é expresso como um único g.
Em conformidade com a lei da gravitação universal de Isaac Newton, a atração gravitacional entre dois corpos pode ser expressa matematicamente como F = G (m1m2/r2) – onde F é a força, m1 e m2 são as massas dos objetos interagindo, r é a distância entre os centros das massas e G é a constante gravitacional (6.674×10-11 N m2/kg2 ).
Com base em seus tamanhos e massas, a gravidade em outro planeta é frequentemente expressa em termos de unidades g, bem como em termos da taxa de aceleração de queda livre. Então, como exatamente os planetas do nosso sistema solar se empilham em termos da sua gravidade em comparação com a Terra? Assim:
Gravidade em Mercúrio:
Com um raio médio de cerca de 2.440 km e uma massa de 3,30 × 1023 kg, Mercúrio é aproximadamente 0,383 vezes o tamanho da Terra e apenas 0,055 como massa. Isto faz de Mercúrio o menor e menos maciço planeta do sistema solar. No entanto, graças à sua alta densidade – um robusto 5,427 g/cm3, que é apenas ligeiramente inferior aos 5,514 g/cm3 da Terra – Mercúrio tem uma gravidade superficial de 3,7 m/s2, que é o equivalente a 0,38 g.
Gravidade em Vénus:
Vénus é semelhante à Terra em muitos aspectos, razão pela qual é frequentemente referido como “gémeo da Terra”. Com um raio médio de 4,6023×108 km2, uma massa de 4,8675×1024 kg, e uma densidade de 5,243 g/cm3, Vénus é equivalente em tamanho a 0,9499 Terras, 0,815 vezes mais maciça, e aproximadamente 0,95 vezes mais densa. Portanto, não é surpresa porque a gravidade em Vênus é muito próxima da da Terra – 8,87 m/s2, ou 0,904 g.
Gravidade na Lua:
Este é um corpo astronômico onde os seres humanos têm sido capazes de testar os efeitos da diminuição da gravidade em pessoa. Cálculos baseados no seu raio médio (1737 km), massa (7,3477 x 1022 kg), e densidade (3,3464 g/cm3), e as missões conduzidas pelos astronautas Apollo, a gravidade superficial na Lua foi medida para ser 1,62 m/s2 , ou 0,1654 g.
Gravidade em Marte:
Marte também é semelhante à Terra em muitos aspectos chave. No entanto, quando se trata de tamanho, massa e densidade, Marte é comparativamente pequeno. Na verdade, seu raio médio de 3,389 km é o equivalente a aproximadamente 0,53 Terra, enquanto sua massa (6,4171×1023 kg) é de apenas 0,107 Terra. Sua densidade, entretanto, é de cerca de 0,71 de Terra, chegando a um relativamente modesto 3,93 g/cm3. Por causa disso, Marte tem 0,38 vezes a gravidade da Terra, que funciona a 3,711 m/s2,
Gravidade em Júpiter:
Júpiter é o maior e mais maciço planeta do sistema solar. Seu raio médio, a 69.911 ± 6 km, faz dele 10,97 vezes o tamanho da Terra, enquanto sua massa (1,8986×1027 kg) é o equivalente a 317,8 Terras. Mas sendo um gigante gasoso, Júpiter é naturalmente menos denso que a Terra e outros planetas terrestres, com uma densidade média de 1,326 g/cm3,
O que é mais, sendo um gigante gasoso, Júpiter não tem uma superfície verdadeira. Se alguém se mantivesse em cima dele, eles simplesmente afundariam até eventualmente chegarem ao seu núcleo sólido (teorizado). Como resultado, a gravidade superficial de Júpiter (que é definida como a força da gravidade no topo de suas nuvens), é de 24,79 m/s, ou 2,528 g.
Gravidade em Saturno:
Como Júpiter, Saturno é um enorme gigante gasoso que é significativamente maior e mais maciço que a Terra, mas muito menos denso. Em resumo, seu raio médio é de 58232±6 km (9,13 Terras), sua massa é de 5,6846×1026 kg (95,15 vezes mais maciça), e tem uma densidade de 0,687 g/cm3. Como resultado, sua gravidade superficial (novamente, medida do topo de suas nuvens) é apenas um pouco mais que a da Terra, que é 10,44 m/s2 (ou 1,065 g).
Gravidade em Urano:
Com um raio médio de 25.360 km e uma massa de 8,68 × 1025 kg, Urano é aproximadamente 4 vezes o tamanho da Terra e 14,536 vezes como maciço. No entanto, como gigante do gás, a sua densidade (1,27 g/cm3) é significativamente menor do que a da Terra. Por isso, a sua gravidade superficial (medida a partir das nuvens) é ligeiramente mais fraca que a da Terra – 8,69 m/s2, ou 0,886 g.
Gravidade em Netuno:
Com um raio médio de 24.622 ± 19 km e uma massa de 1,0243×1026 kg, Netuno é o quarto maior planeta do sistema solar. No total, é 3,86 vezes o tamanho da Terra e 17 vezes a massa. Mas, sendo um gigante do gás, tem uma baixa densidade de 1,638 g/cm3. Tudo isso funciona a uma gravidade superficial de 11,15 m/s2 (ou 1,14 g), que novamente é medida nas nuvens de Netuno.
No total, a gravidade corre a gama aqui no sistema solar, variando de 0,38 g em Mercúrio e Marte a um poderoso 2,528 g no topo das nuvens de Júpiter. E na Lua, onde os astronautas se aventuraram, é um 0,1654 g muito suave, o que permitiu a partir de algumas experiências divertidas em quase ausência de peso!
A compreensão do efeito da gravidade zero no corpo humano tem sido essencial para as viagens espaciais, especialmente quando se trata de missões de longa duração em órbita e para a Estação Espacial Internacional. Nas próximas décadas, saber simulá-la será útil quando começarmos a enviar astronautas em missões no espaço profundo.
E, claro, saber o quão forte é em outros planetas será essencial para as missões tripuladas (e talvez até para a colonização) lá. Dado que a humanidade evoluiu num ambiente de 1 g, saber como nos vamos comportar em planetas que têm apenas uma fracção da gravidade pode significar a diferença entre a vida e a morte.