2. SISÄLLYSLUETTELO
1. JOHDANTO
2. AURINKOKUNNAN RAKENNE
2.1 Aurinko
2.2 Planeetat
2.3 Aurinkokunnan pienkappaleet
3. GRAVITAATIO AURINKOKUNNASSA
3.1 Isaac Newton
3.2 Gravitaatiovuorovaikutus
3.2.1 Millä voimalla Aurinko ja Maa vetävät toisiaan puoleensa?
3.2.2 Putoamiskiihtyvyys
3.2.3 Paljonko Maija painaa Kuussa ja Maassa?
4. JOHTOPÄÄTÖKSET
5. LÄHTEET
3. 1. JOHDANTO
Tervetuloa kanssani löytöretkelle Aurinkokuntaan! Tässä
diaesityksessä tarkastelemme Aurinkokunnan rakennetta
sekä siellä vallitsevaa gravitaatiota eli painovoimaa. Jotta
ymmärtäisimme gravitaation vaikutuksen
Aurinkokunnassa, on meidän tiedettävä mistä
Aurinkokunta koostuu.
Kun perehdymme Aurinkokunnan rakenteeseen,
perehdymme samalla myös taivaankappaleiden
määritelmiin. Lisäksi tutustumme hieman tarkemmin
keskustähteemme Aurinkoon.
Pääpaino diaesityksessä on gravitaatio ja sen merkitys.
Perehdymme lyhyesti siihen, kuinka gravitaatiolaki
4. todennäköisesti keksittiin, jonka jälkeen paneudumme
tarkemmin niin painovoimaan kuin myös sen aiheuttamaan
putoamiskiihtyvyyteen.
Diaesityksessä laskemme myös kaksi gravitaatioon
liittyvää tehtävää: Millä voimalla Aurinko ja Maa vetävät
toisiaan puoleensa ja kuinka paljon Maija painaa Kuussa ja
Maassa.
Mukavia hetkiä Aurinkokunnan ja gravitaation parissa!
Oulu 3.4.2013, Susanna Puhakka
5. 2. AURINKOKUNNAN RAKENNE
● Aurinkokunta voidaan jakaa kahdella eri
tavalla:
○ Perinteisen tavan mukaan Aurinkokunta jaetaan
taivaankappaleiden koon ja sijainnin mukaan
Aurinkoon, planeettoihin, asteroideihin ja
komeettoihin. Aurinkokunnassa on myös
planeettojen välistä ainetta.
○ Kansainvälisen tähtitieteellisen unionin
(IAU)
vuonna 2006 julkaistujen perusteiden mukais
Aurinkokunnan kappaleet jaetaan seuraaviin
luokkiin: planeetat, kääpiöplaneetat ja
Aurinkokunnan pienkappaleet. [2]
7. 2.1 Aurinko
● Aurinko on tähti, joka syntyi noin viisi
miljardia vuotta sitten. Aurinko on noin
puolessa välissä elinkaartaan. [3]
● Suurin osa Aurinkokuntamme aineesta
koostuu Auringosta, jonka massa, 1,989 x
1030 kg, on 99,85 % koko aurinkokuntamme
massasta. [1][2]
● Aurinko koostuu pääasiassa vedystä ja
heliumista. Vedyn osuus auringosta on yli 70
% ja heliumin yli 25 %. [1]
9. 2.2 Planeetat
Planeetan ja kääpiöplaneetan määritelmät (IAU 2006)
k
Planeetta on: Kääpiöplaneetta on:
● Taivaankappale, joka kiertää ● Taivaankappale, joka kiertää
Aurinkoa. Aurinkoa.
● Kappale, jonka massa on niin ● Kappale, jonka massa on niin
suuri, että kappaleen suuri, että kappaleen
painovoima pakottaa sen painovoima pakottaa sen
pallomaiseen muotoon. pallomaiseen muotoon.
● Kappale, jonka radan ● Kappale, jonka radan
lähiympäristössä ei ole muita lähiympäristöstä löytyy muitakin
suurempia kohteita. suurempia kappaleita.
● Kappale, joka ei ole kuu. [2]
10. Aurinkokunnan planeetat ja kääpiöplaneetat
Planeetat Kääpiöplaneetat
● Merkurius ● Ceres
● Venus ● Eris
● Maa ● Haumea
● Mars ● Makemake
● Jupiter ● Pluto [7]
● Saturnus
● Uranus Aiemmin Plutoa pidettiin
● Neptunus [1] planeettana. V. 2006 se kuitenkin
luokiteltiin kääpiöplaneetaksi. [5]
11. 2.3 Aurinkokunnan pienkappaleet
● Kappaleet, jotka eivät ole planeettoja tai
kääpiöplaneettoja, ovat IAU:n v. 2006
määritelmän mukaan pienkappaleita, mikäli
ne kiertävät Aurinkoa eivätkä ole
satelliitteja.
● Aurinkokunnan pienkappaleisiin kuuluu
valtaosa Aurinkokuntamme asteroideista,
valtaosa transneptunisista kohteista,
komeetat sekä muut määritelmään sopivat
pienet kappaleet. [8]
13. 3. GRAVITAATIO AURINKOKUNNASSA
3.1 Isaac Newton
● Uskotaan, että Isaac
Newton (1642-1727)
keksi gravitaatiolain
kesällä 1666
nähdessään omenan
putoavan hänen
synnyinpaikallaan
kasvavasta puusta.
[16]
Kuva 4. Newtonin puu [15]
14. 3.2 Gravitaatiovuorovaikutus
● Isaac Newtonin v. 1684 esittämän gravitaatiolain
mukaan kappaleet vetävät puoleensa toisiaan
voimalla, johon vaikuttaa kappaleiden massa ja
kappaleiden välinen etäisyys.
● Voima, jolla kappaleet vetävät toisiaan puoleensa,
voidaan laskea kaavalla
m1, m2 = kappaleiden massat
r = kappaleiden välinen etäisyys
G = 6,67259 ∙ 10-11 Nm2/kg2
● Gravitaatio eli painovoima vaikuttaa sekä systeemin
sisällä että ulkopuolella. Gravitaation merkitys
maailmankaikkeudelle on suuri. [1][10]
15. Gravitaatio eli painovoima
● muokkaa maailmankaikkeutta
● mahdollistaa galaksien, tähtien ja planeettojen
syntymisen
● pitää suuret systeemit, kuten tähdet, kasassa
● pitää planeetat radoillaan
● vaikuttaa siihen, että satelliitit kiertävät Maata
eivätkä sinkoile pitkin avaruutta
● on syy siihen, miksi ihmiset pysyvät kiinni Maan
pinnassa
● säätelee galaksien pyörimistä
● vaikuttaa koko maailmankaikkeuden kehitykseen [1]
[10]
16. 3.2.1 Millä voimalla Aurinko ja Maa
vetävät toisiaan puoleensa?
Tarvittavat tiedot Auringosta ja Maasta [11]:
Auringon massa (m1) 1,989 ∙ 1030 kg
Maan massa (m2) 5,974 ∙ 1024 kg
Maan keskietäisyys Auringosta (r) 149,597 87 ∙ 109 m
Vastaus: Aurinko ja Maa vetävät toisiaan
puoleensa noin 3,5 ∙ 1022 newtonin voimalla.
17. 3.2.2 Putoamiskiihtyvyys
● Taivaankappaleen painovoima aiheuttaa
putoaville kappaleille putoamiskiihtyvyyden
(g), joka voidaan laskea kaavalla
G = gravitaatiovakio
M = kappaleen massa
R = kappaleen säde
● Putoamiskiihtyvyys vaihtelee eri
taivaankappaleiden pinnalla.
● Maan pinnalla putoamiskiihtyvyys on noin
9,81 m/s2. [1][11][12]
19. 3.2.3 Paljonko Maija painaa Kuussa
ja Maassa?
● Kappaleen painoksi kutsutaan voimaa, jolla Maa vetää
puoleensa kappaletta. [1]
● Tämä voima on dynamiikan peruslain mukaan
kappaleen massa kertaa putoamiskiihtyvyys eli F = mg.
Voidaan myös sanoa: paino (W) = mg. [1][14]
● Lasketaan paljonko Maija, jonka massa on 50 kg,
painaa Kuussa ja Maassa.
Kuussa: W = 50 kg ∙ 1,622 m/s2 = 81,1 N
Maassa: W = 50 kg ∙ 9,81 m/s2 = 490,5 N
● Maija painaa Kuussa yli kuusi kertaa vähemmän kuin
Maassa, jonka vuoksi esim. hyppiminen Kuun pinnalla
on helpompaa kuin Maan pinnalla! [11][13][14]
20. 4. JOHTOPÄÄTÖKSET
Tutustuessani Aurinkokuntaan, sen rakenteeseen ja
gravitaatioon Aurinkokunnassa, huomasin, kuinka
merkittävä asia painovoima eli gravitaatio on. Se
vaikuttaa koko avaruuteen ja ilman sitä kaikki olisi aivan
erilaista.
Gravitaation merkitystä auttaa ymmärtämään mm.
seuraavien kysymyksien pohtiminen: Millaista elämä olisi
Maapallolla, jos painovoimaa ei olisi? Entä millainen
avaruus olisi, jos taivaankappaleet eivät vetäisi toisiaan
puoleensa?
Luulen, että ilman painovoimaa ei olisi elämää, koska
gravitaatio on mahdollistanut mm. Maapallomme
21. muodostumisen. Mikäli elämää kuitenkin olisi, se olisi
varmaankin hyvin kaaosmaista.
Perehtyessäni Aurinkokuntaan ja gravitaatioon huomasin
myös kuinka oleellinen asia fysiikka on avaruuden
tutkimisessa. Fysiikan avulla pystymme laskemaan mm.
ihmisen painon eri planeettojen ja kuiden pinnoilla, mikä
auttaa hahmottamaan mm. sitä, millaista liikkuminen
näiden taivaankappaleiden pinnoilla olisi.
Tämä löytöretkeni Aurinkokuntaan osoittikin minulle, että
fysiikan avulla pystymme selvittämään monia
mielenkiintoisia asioita avaruudesta. Suosittelenkin
kaikille aiheesta kiinnostuneille perehtymistä fysiikkaan ja
fysiikan erilaisiin kaavoihin, koska niiden avulla pystymme
ymmärtämään paremmin niin Aurinkokuntaa kuin myös
koko avaruutta.
22. 5. LÄHTEET
[1] Eskola, S. M., Ketolainen, P., Stenman, F. 2006: Fotoni 1 Fysiikka
luonnontieteenä, Kustannusosakeyhtiö Otava, Helsinki, 185 s.
[2] Aurinkokunnan rakenne. Tähtiakatemia. (viitattu 20.3.2013). Saatavilla
www-osoitteessa http://www.sarkanniemi.
fi/akatemiat/tahtiakatemia/aurinkokunta/rakenne.htm.
[3] Aurinko. Wikipedia. (viitattu 20.3.2013). Saatavilla www-osoitteessa http:
//fi.wikipedia.org/wiki/Aurinko.
[4] Vastaukset: Aurinkokunta ja Maa. Opetushallitus - Etälukio. (viitattu
21.3.2013). Saatavilla www-osoitteessa http://www02.oph.
fi/etalukio/maantiede/kurssi1/aurinkovastaus.html.
[5] Pluto (kääpiöplaneetta). Wikipedia. (viitattu 21.3.2013). Saatavilla www-
osoitteessa http://fi.wikipedia.org/wiki/Pluto_(kääpiöplaneetta).
[6] File:Solar sys.jpg. Wikimedia Commons. (kuva ladattu 21.3.2013).
Saatavilla www-osoitteessa http://commons.wikimedia.org/wiki/File:
Solar_sys.jpg.
23. [7] Kääpiöplaneetta. Wikipedia. (viitattu 21.3.2013). Saatavilla www-
osoitteessa http://fi.wikipedia.org/wiki/Kääpiöplaneetta.
[8] Aurinkokunnan pienkappale. Wikipedia. (viitattu 22.3.2013). Saatavilla
www-osoitteessa http://fi.wikipedia.org/wiki/Aurinkokunnan_pienkappale.
[9] File:495296main epoxi-1-full full.jpg. Wikimedia Commons. (kuva ladattu
22.3.2013). Saatavilla www-osoitteessa http://commons.wikimedia.
org/wiki/File:495296main_epoxi-1-full_full.jpg.
[10] Mitä on painovoima? ESA. (viitattu 22.3.2013). Saatavilla www-
osoitteessa http://www.esa.
int/fin/ESA_in_your_country/Finland/Mitae_on_painovoima.
[11] Seppänen, R., Kervinen, M., Parkkila, I., Karkela, L., Meriläinen, P. 2005:
maol taulukot, Kustannusosakeyhtiö Otava, Helsinki, 167 s.
[12] Putoamiskiihtyvyys. Wikipedia. (viitattu 3.4.2013). Saatavilla www-
osoitteessa http://fi.wikipedia.org/wiki/Putoamiskiihtyvyys.
[13] Painovoima ja tasapaino. (viitattu 3.4.2013). Saatavilla www-osoitteessa
http://www11.edu.fi/astel/pelit/mekaniikka/painovoima.pdf.
[14] Mitä painovoima on. Esa. (viitattu 3.4.2013). Saatavilla www.osoitteessa
http://esamultimedia.esa.int/docs/issedukit/fi/html/t0405r2.html.
24. [15] File:Newton's tree, Botanic Gardens, Cambridge.JPG. Wikimedia
Commons. (kuva ladattu 3.4.2013). Saatavilla www-osoitteessa http:
//commons.wikimedia.org/wiki/File:Newton%27s_tree,_Botanic_Gardens,
_Cambridge.JPG?uselang=fi.
[16] Isaac Newton. Wikipedia. (viitattu 3.4.2013). Saatavilla www-osoitteessa
http://fi.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton.
