La masa de Júpiter es aproximadamente 300 veces mayor que la de la Tierra, pero la gravedad superficial en Júpiter es solo 2.5 veces mayor que la de la Tierra. ¿Cuál es la mejor explicación?

Como han indicado otras respuestas, no debes hablar sobre “la” gravedad de un planeta, sino sobre la gravedad de un planeta a una distancia particular del centro del planeta. Al comparar las gravedades de Júpiter y la Tierra a las mismas distancias del centro, encontrará que Júpiter es 300 veces más grande.

Todas las respuestas dadas son correctas, pero quizás la respuesta más simple es la densidad. La densidad de Júpiter (1.3) es aproximadamente 1/4 de la de la Tierra (5.5)
Y la gravedad superficial es proporcional a (masa x densidad ^ 2) ^ 1/3
Poniendo en las cifras aproximadas
Relación de gravedad = (300/16) ^ 1/3 = 2.66

(sí, sé que puedes probar lo mismo en función del radio, pero nunca puedo recordar los valores del radio)

La densidad juega el papel aquí. Para hacer que la gravedad de Júpiter sea 300 veces la gravedad de la Tierra, toda la masa de Júpiter se limitará en una esfera de diámetro equivalente a Ie 6370 Kms de la Tierra. Que no es el caso. En superficie, el diámetro de Júpiter es mucho más que tener g 2.5

Para objetos más o menos esféricos, la fuerza gravitacional varía inversamente con el cuadrado de la distancia entre los centros de los objetos.

Entonces, si el radio de Júpiter es 11 veces mayor que el de la Tierra (que es aproximadamente correcto), la gravedad de la superficie de Júpiter se reduce en un factor de 121 (11 al cuadrado) en comparación con la misma masa pero con el tamaño de la Tierra. Júpiter equivale a 300 veces la gravedad, pero el tamaño más grande equivale a 121 veces menos. 300/121 = 2,48 que nos lleva a donde se supone que debemos estar.

Bueno, en primer lugar, no hay nada que llamaríamos una “superficie” sólida sobre la cual basar cualquier medida de atracción gravitacional en función de la masa debajo de los pies y la distancia a su centro; el hidrógeno que constituye la mayor parte del planeta pasa de manera relativamente suave de gas a líquido a un estado caliente y súper denso, más parecido a un metal líquido (de ahí el término “hidrógeno metálico”), y no estamos 100% seguros de dónde se producen transiciones (la única sonda que sobrevivió al descenso inicial a la atmósfera de Júpiter, liberada de Galileo, bajó unos 153 km antes de que la presión alcanzara los 23 ATM y la temperatura alcanzara los 300 * C. Esto habría sido mucho antes de que la sonda encontrara algo lo suficientemente denso como para ser llamado líquido

Entonces, la cifra que cita es probable de lo que vemos como la densa atmósfera exterior del planeta. Si pudiéramos caminar sobre esa superficie, a pesar del aumento de masa de Júpiter, el radio aumentado significa que la fuerza de gravedad disminuye en el cuadrado.

La masa de Júpiter es de hecho cerca de 320 veces la de la Tierra, pero su radio (o lo que definimos como su radio) también es casi 11 veces mayor que el de la Tierra. La aceleración gravitacional es proporcional a la masa sobre la distancia al cuadrado, por lo que tiene un valor de aproximadamente 320 en el numerador, pero un valor de casi 121 en el denominador … divida uno por el otro, obtendrá aproximadamente 2.6 como la gravedad de “superficie” de Júpiter (es un gigante gaseoso, por lo que no tiene una superficie real, por lo tanto, simplemente tomamos el lugar donde la presión atmosférica es como aquí en la Tierra al nivel del mar).

La masa y la densidad importan mucho, un planeta muy grande lleno de gases no tiene mucha gravedad, Júpiter es uno de esos planetas, un globo parece más grande que una pelota de tenis, pero eso se debe a lo que hay dentro, sabes cuál es más pesado, este es el respuesta más simple que daré, comentar para una respuesta más complicada

Júpiter es mucho más grande que la Tierra. Entonces estás más lejos del centro.

Puede ver la gravedad generada por una masa puntual en el centro y luego el bit cuadrado inverso hace el resto.

Júpiter es un gas gaint. La densidad de júpiter debe ser menor que la de la tierra. Si la densidad de Júpiter fuera la misma que la Tierra, sería mucho más pequeña (aún más grande que la Tierra).

La masa de un planeta es gr². Entonces, si 300 = 2.5 r², encontramos r² = 120, o r = 11, casi.

Júpiter es 11 veces el diámetro de la tierra,