Planetaire afplatting
De planetaire afplatting is het verschijnsel dat veel hemellichamen in plaats van de vorm van een bol door afplatting de vorm van een afgeplatte sferoïde hebben. Bij de evenaar bevindt zich iets meer massa waardoor het hemellichaam daar iets uitgedijd is ten opzichte van de polen.
Inhoud |
[bewerken] Oorzaak
Door de gravitatie worden hemellichamen als planeten of sterren samengetrokken tot een perfecte bol. Dit is de vorm waarbij alle massa zich zo dicht mogelijk bij het middelpunt van de gravitatie bevindt, zodat de potentiële gravitatie-energie zo klein mogelijk is. Wanneer het hemellichaam echter om zijn as roteert gaat een middelpuntvliedende kracht werken op het materiaal waaruit het hemellichaam bestaat. Hoe verder van de as verwijderd, hoe groter deze kracht op het materiaal. Aan de evenaar is de kracht daarom het grootst, bij de polen is ze nul. De kracht trekt daardoor materiaal naar de evenaar toe.
De mate van afplatting waarin dit resulteert is afhankelijk van bijvoorbeeld de hoeksnelheid van de rotatie, de dichtheid van het hemellichaam en materiaalconstanten zoals de elasticiteit. Elk hemellichaam dat roteert heeft daardoor geen perfecte bolvorm.
[bewerken] Evenwicht van krachten
Omdat een perfecte bol de vorm is van de minste potentiële gravitatie-energie heeft een sferoïdevorm een hogere potentiële gravitatie-energie. Dit komt omdat de vorm van een hemellichaam een evenwicht is tussen de gravitatiekracht en middelpuntvliedende kracht door rotatie.
Vergelijk het met een persoon die in een draaistoel zit met zware gewichten in zijn handen. De stoel draait met een constante hoeksnelheid. Als de persoon de gewichten dichter naar zich toe wil trekken, is hier een bepaalde hoeveelheid arbeid voor nodig; de hoeksnelheid neemt tegelijkertijd toe. Hoe dichter de persoon de gewichten naar zich toetrekt, hoe groter de kracht om de gewichten nog dichterbij te trekken.
[bewerken] Voorbeelden van planetaire afplattingen
Elke hemellichaam met genoeg massa om door gravitatie een bolvorm of benadering van een bolvorm te krijgen zal door rotatie afgeplat worden. Lichamen met erg lage rotatietijden, zoals Mercurius, Venus of de Maan hebben een erg kleine, bijna verwaarloosbare afplatting. De planeet in het Zonnestelsel met de grootste afplatting is Saturnus.
De afplattingen van een aantal planeten uit het Zonnestelsel zijn als volgt:
| Hemellichaam | Diameter aan de evenaar (km) | Diameter aan de polen (km) | Verschil (km) | Afplatting |
|---|---|---|---|---|
| Aarde | 12.756,28 | 12.713,56 | 42,72 | 1:298,2575 |
| Mars | 6.805 | 6.754,8 | 50,2 | 1:135,56 |
| Ceres | 975 | 909 | 66 | 1:14,77 |
| Jupiter | 143.884 | 133.709 | 10.175 | 1:14,14 |
| Saturnus | 120.536 | 108.728 | 11.808 | 1:10,21 |
| Uranus | 51.118 | 49.946 | 1.172 | 1:43,62 |
| Neptunus | 49.528 | 48.682 | 846 | 1:58,54 |
