Kodėl kai kurie meteorai sprogsta danguje?
Trumpas atsakymas: Kai kurie meteorai sprogsta danguje, nes oras juos spaudžia taip stipriai, kad jie subyra. Staigus meteorų suirimas gali sukelti smūginę bangą ir ryškų blyksnį, vadinamą oro pliūpsniu, kuris atrodo kaip sprogimas.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Meteoroidai yra uolienos arba metalo gabalėliai, krentantys į Žemę. Kai jie atsitrenkia į tirštėjantį orą, oras negali pakankamai greitai pasitraukti. Tai sukuria stiprų slėgį uolienos priekyje.
Jei slėgis viršija uolienos stiprumą, ji labai greitai įtrūksta ir subyrėja. Dalelės išskrenda į išorę ir sudega, sukeldamos ryškų blyksnį ir garsų trenksmą. Šis lūžis skiriasi nuo lydymosi – tai labiau panašu į uolienos sutraiškymą ir plyšimą.
Kartais dalys išgyvena ir pasiekia žemę kaip meteoritai. Kitais atvejais visas objektas sunaikinamas aukštai danguje, sukeldamas oro sprogimą, kuris vis tiek gali padaryti žalos žemei.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: smūginės bangos susidarymo sukeltas smūginės bangos slėgis (dinaminis slėgis) ir oro sprogimas.
Kai meteoroidas labai dideliu greičiu (dešimtys kilometrų per sekundę) įskrenda į atmosferą, priešais jį esantis oras greitai suspaudžiamas. Tas suslėgtas oras sukuria oro slėgį, kuris stumia objektą į vidų. Jei meteoroido vidinis stiprumas (tempimo stipris) yra mažesnis už įtempius dėl oro slėgio ir terminio įkaitimo, auga įtrūkimai ir kūnas suskyla.
Skilimas padidina paviršiaus plotą ir pasipriešinimą, sukeldamas dar stipresnį slėgį ir greitą energijos išsiskyrimą. Besiplečiantis karštų dujų ir fragmentų debesis sukuria smūginę bangą, kurią girdime kaip garso sprogimą ir matome kaip ryškų blyksnį. Šis procesas vadinamas oro sprogimu, kai sprogimas įvyksta virš žemės.
Kaip mes tai žinome: palydovai, infraraudonųjų spindulių jutikliai ir antžeminiai vaizdo įrašai įrašo ryškius blyksnius ir smūgines bangas, o mokslininkai tiria rastus fragmentus ir pažeidimų modelius, kad atkurtų sprogimą .
Kur tai pastebėsi
- Čeliabinsko meteoras, Rusija (2013 m.) – sprogo ore ir išdaužė langus, sužeisdamas žmones.
- Tunguskos įvykis, Sibiras (1908 m.) – labai didelis oro sprogimas sulygino miškus plačioje teritorijoje.
- Kiekvienais metais palydovai ir infraraudonųjų spindulių tinklai užfiksuoja daug ryškių bolidų; vieni sukelia oro sprogimus, o kiti numeta meteoritus .
Eksperimentas
Baliono sprogimas: paprastas oro slėgio trūkimo bandymas
Sauga: Nemeskite į žmones ar trapius daiktus; jei turite, dėvėkite apsauginius akinius.
Priemonės
- mažas vandens balionas
- žymeklis
- atvira lauko siena arba didelis kartono lapas
- rankšluostis
Žingsniai
- Pripildykite nedidelį vandens balioną ir jį pririškite. Žymekliu pažymėkite tašką priekyje.
- Iš arti (švelniai mėtykite) meskite balioną į sieną, kad jis lėtai atsitrenktų. Stebėkite, ar jis lieka nepažeistas, ar suskyla.
- Nuvalykite vandenį rankšluosčiu ir tuo pačiu būdu pripildykite naują balioną.
- Dabar meskite balioną stipriau, kad jis greitai atsitrenktų ir sudužtų. Stebėkite skirtumą, kaip jis sudužta. Ką tai rodo: Greitesnis smūgis sukelia didesnį, greitesnį trūkimą, nes staigi jėga (pvz., stūmoklio slėgis) užvaldo balioną, panašiai kaip oras gali sudaužyti meteoroidą.
Naudingi terminai
- Meteoroidas: maža uoliena arba metalinis objektas, judantis erdvėje.
- Meteoras: ryškus šviesos ruožas, kurį matome, kai meteoroidas dega atmosferoje. Bolidas /
- Oro sprogimas: labai ryškus meteoras, kuris sprogsta danguje ir sukelia smūginę bangą.
- Tempimo stipris: kiek traukos ar gniuždymo jėgos medžiaga gali atlaikyti, kol sutrūksta.
Vaikai klausia
Ar kiekvienas meteoras sprogs danguje?
Ne. Maži meteoroidai paprastai tyliai sudega, o labai stiprūs arba tankūs objektai gali išlikti iki žemės.
Ar oro sprogimas gali sužeisti žmones?
Taip; didelis oro sprogimas gali sukelti stiprias smūgines bangas, kurios išdaužia langus ir sužeidžia žmones.
Kaip aukštai virš žemės meteorai paprastai sprogsta?
Sprogimai gali įvykti dešimtys kilometrų virš paviršiaus, tačiau aukštis priklauso nuo greičio, dydžio ir sudėties.
Ar meteorai yra tas pats, kas asteroidai?
Meteoroidai yra mažesnės asteroidų ar kometų dalys; asteroidai yra daug didesni uolienų kūnai kosmose.