Tasa de pérdida de masa del viento solar

Este es el problema 1-4 de Principios de evolución estelar y nucleosíntesis de Clayton:

Suponiendo en la Tierra una velocidad característica de 400 km/s y una densidad de 10 amu/cm 3 para el viento solar, calcule la tasa de pérdida de masa del sol.

No había fórmulas sobre esto en la sección, así que lo intenté con análisis dimensional.

d METRO d t = ρ V Δ t = ρ v A
d METRO d t = ( 10 a metro tu C metro 3 ) ( 400 k metro s ) ( 4 π ( 6.96 mi 10 C metro ) 2 1 ) ( 10 5 C metro k metro ) ( 10 24 gramo 1 a metro tu ) ( METRO 2 × 10 33 gramo ) ( 3600 s h r ) ( 24 h r d a y ) ( 365 d a y y r )
d METRO d t = 3.84 × 10 19 METRO / y r

Sin embargo, la respuesta dada en el libro es 0.4 × 10 13 METRO / y r . Entonces, me equivoco por unas cinco magnitudes. ¿Alguien puede señalar dónde me equivoqué y/o indicarme la dirección correcta?

Respuestas (2)

( 4 π ( 6.96 mi 10 cm ) 2 1 )

Esta es la fuente principal de su error. Tu valor de 6,96 × 10 10 cm es el radio del Sol. El problema decía específicamente " Suponiendo en la Tierra... ". Debe calcular el flujo a través de la superficie de una esfera cuyo radio es aproximadamente una unidad astronómica en lugar de un radio solar. La unidad astronómica es 149597870700 metros (exactamente), o alrededor de 1,5×10 13 cm. Este error por sí solo hace que su valor sea bajo en un factor de aproximadamente 50000. El factor restante de dos resulta principalmente del uso de 10 a 24 gramos por amu.

El análisis dimensional solo puede llevarlo hasta cierto punto. Si bien su resultado es dimensionalmente correcto, no pensó lo suficiente en la naturaleza del problema.

La velocidad y la densidad están en la posición de la tierra, por lo que el término del área debe incluir la distancia tierra-sol en lugar del radio solar.