Почему Луна не падает на Землю: пояснения

Земля и Луна: Freepick

Почему Луна не падает на Землю? Наша планета обладает колоссальной силой притяжения, которую чувствует каждый человек. Неужели этой силы недостаточно, чтобы притянуть планету-спутник? Ученым удалось разгадать секреты Луны и дать ответ на этот вопрос.

Почему Луна не падает на Землю

Рассматривая на небосклоне спутник Земли, многие спрашивают себя, как происходит движение Луны по небу и почему она не падает на нашу планету?

Другие космические тела, а также космические аппараты часто падают. Какие же секреты есть у видимой нами планеты, вращается ли Луна и как ей удается удерживать свои позиции в космосе?

Земля и Луна связаны следующим образом:

• Луна находится под действием силы притяжения — гравитационного поля Земли. Это та же сила не позволяет людям взлетать без специального оборудования. Однако при этом гравитация не притягивает Луну к нашей планете.
• Дело в том, что спутник постоянно движется по собственной орбите вокруг Земли. Этот процесс сопряжен с возникновением другой силы — центробежной, отталкивающей светило от Земли.

Чтобы это понять, достаточно представить аттракцион из луна-парка, в котором лодочки-карусели двигаются по кругу. Можно ли переместиться в центр карусели во время вращения? Не выйдет: человек почувствует сильное отталкивание, как от давления в грудь или сильного ветра. Такой же эффект испытывает Луна во время движения вокруг Земли.

Или, например, что будет, если мячик толкать сразу в две разные стороны? Он не сдвинется с места. Вот так же и силы, притягивающие и отталкивающие Луну, находятся в равновесии и помогают ей в течение миллионов оставаться на своей «дорожке».

В то время как многие думают, что Луна приближается к Земле, на самом деле Луна отдаляется от Земли на 3–4 см каждый год. Траекторию движения нашего спутника описывают как спираль, которая медленно раскручивается. Происходит это по нескольким причинам.

Планета Земля и ее спутник: Freepick

Во-первых, из-за воздействия главной звезды Солнечной системы (Солнца). Она действует на Луну как магнит, причем сила воздействия больше той, какую на свой спутник оказывает Земля. Рассмотрим этот процесс подробнее:

• Луна — спутник, самый близкий к Солнцу. Главная звезда нашей Галактики обладает мощной силой — магнитным полем. Оно в несколько раз превышает силу Земли и притягивает к себе Луну.
• Упасть на Солнце Луна не может. Ее вращение происходит и вокруг Земли, и вместе с планетой вокруг Солнца. При этом возникает все та же центробежная сила, которая направлена на отталкивание Луны и компенсацию притяжения Солнца.

Кроме того, удаление Луны — следствие так называемого приливного ускорения. Его смысл таков:

• Земля совершает поворот вокруг своей оси в течение суток, а Луне требуется на такое вращение 27,3 суток.
• Вслед за быстрее вращающейся Землей увлекается и медленно летящая Луна, то есть Земля передает спутнице часть собственной энергии движения.
• Эта энергия служит для Луны ускорителем, который поднимает ее орбиту.

Может ли однажды остаться Земля без Луны? Ученые на этот вопрос отвечают отрицательно, и вот почему:

• Забирая у Земли энергию вращения, Луна притормаживает планету.
• По этой причине вращение Земли вокруг своей оси несколько замедляется, и происходит подъем геостационарной орбиты (той орбиты, на которой Луна двигается со скоростью, равной скорости вращения Земли).
• Через много тысяч лет такой процесс приведет Луну на геостационарную орбиту и синхронизирует с нашей планетой, то есть планеты будут повернуты друг к другу лишь одной стороной.
• В этом устойчивом состоянии Земля с Луной пробудут миллиарды лет. Нарушить взаимное вращение сможет Солнце или другой объект. Тогда спутник упадет.

Действие физических сил (притяжения и отталкивания) — главная причина, почему планеты не падают. Только остановка движения космического объекта или механизма приводит к его падению.

Почему на Землю падают небесные тела

В космосе наряду с планетами и звездами есть различные объекты:

• Похожие на планеты, но гораздо более скромные по размерам тела, называют астероидами. Они двигаются вокруг Солнца по своим орбитам (траекториям), у некоторых бывают спутники.
• Космической пылью называют мельчайшие частички вещества, которые расположены в пространстве Вселенной.
• Объекты средних величин с размерами от 0,1 мм до 10–30 м называют метеороидами. Они рассредоточиваются в пространстве, двигаются по произвольным или относительно стабильным траекториям. Иногда образуют скопления — рои.

Когда такие метеороиды попадают в гравитационное поле Земли, то это меняет их траекторию движения — их притягивает к поверхности.

Отметим, что движение космических тел происходит на огромных скоростях. На входе в атмосферу цифры колеблются от 11 до 72 км/с. При трении о воздух они загораются и начинают светиться. Большинство метеороидов сгорает, не достигнув поверхности, крупные постепенно замедляются и остывают.

Дождь из метеоров: Freepick

То, что с ними произойдет дальше, определяется массой, начальной скоростью, углом входа в атмосферу:

1. Если космическое тело красочно сгорит в атмосфере, то его назовут метеор (или болид).
2. При неоднородной, неустойчивой внутренней структуре оно может взорваться в воздухе, а на Землю попадут лишь обломки. Это так называемый метеоритный дождь.
3. Если космическое тело успеет затормозить, то его траектория изменится, оно упадет на поверхность планеты. Это будет метеорит.
4. Крупные космические тела на больших скоростях (2–4 км/с) при столкновении с поверхностью Земли производят мощные взрывы с образованием метеоритных кратеров (астроблем). В процессе выветривания они постепенно разрушаются.

В среднем в течение суток на Землю попадает примерно 5–6 тонн метеоритного вещества, о есть за год около 2000 тонн. Но большая часть сгорает в атмосфере, не достигнув поверхности нашей планеты. Многие падают в океаны или приземляются в малонаселенных областях. Очень редко метеорит падает в населенной местности, и у этого события оказывается много свидетелей.

Что происходит с космическими объектами, которые в космос запускают люди? Эти искусственные спутники должны вращаться вокруг планеты на четко заданной скорости и расстоянии, чтобы удерживаться на собственной орбите. На больших скоростях они будут вырываться из гравитационного поля и улетать во Вселенную, а на меньших — сойдут с орбиты и упадут вниз.

Для последнего варианта развития событий есть множество причин. Скорость передвижения спутников замедляют:

• вещества, которые проникают на большие высоты из атмосферы Земли;
• солнечный ветер, то есть частички, которые попадают в космос с Солнца;
• гравитационная сила Земли и прочих небесных тел.

К падению таких аппаратов приводят просчеты ученых, которые их проектируют.

Но что бы ни происходило с рукотворными объектами, в Луне можно не сомневаться: она на Землю точно не упадет. Зная о том, почему Луна не падает на Землю, остается только восхититься тем, как точно и умело создано все в природе.

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/family/school/1907969-pochemu-luna-ne-padaet-na-zemlyu-poyasneniya/

Forskning (Норвегия): почему Луна не падает на Землю?

Земля очень велика, и гравитация у нее огромная. Именно благодаря этому вокруг нее и держатся газы нашей атмосферы, и нам есть чем дышать. Благодаря силе притяжения Земли вы можете подпрыгнуть и не улететь при этом невесть куда. В большинстве случаев вы просто снова приземляетесь на ноги.

Земля притягивает к себе все вокруг.

Почему же тогда Луна, которая меньше Земли, продолжает вращаться вокруг земного шара по маршруту, который мы называем орбитой? Разве она не должна была упасть на Землю так же, как мы после прыжка?

Луна падает на Землю, просто промахивается

На самом-то деле Луна и правда все время свободно падает на Землю. Просто она постоянно промахивается.

Ученый Исаак Ньютон первым сообразил, что одна и та же сила заставляет и яблоки падать на землю, и луны с планетами вращаться по орбитам.

Он провел мысленный эксперимент.

Если вы возьмете камень и отпустите его, он упадет прямо вниз. Если вы бросите камень перед собой, из-за силы тяжести он все равно упадет на землю. Но в этом случае он будет лететь не только вниз, но и вперед. Он будет падать по дуге.

Представьте себе очень высокую гору. Вы стреляете с нее из пушки, ядро летит далеко вперед и в конце концов падает на землю.

А еще можно представить себе фантастическую пушку, которая стреляет с просто ужасающей силой. Ядро улетает очень далеко вперед по очень слабой дуге. Да и Земля под ней изгибается, ведь она круглая.

Если пушечное ядро будет лететь с достаточно большой скоростью, оно никогда не упадет на поверхность из-за изгиба Земли.

Таким образом пушечное ядро окажется на орбите вокруг Земли.

Не падает, потому что мы идем на хорошей скорости

А что произойдет, если выстрелить пушечным ядром с еще большей силой и разогнать его до еще большей скорости?

Оно вырвется из зоны действия гравитации Земли и продолжит свой путь в космос.

Почему Луна не падает на Землю? | КОСМОС

Вопрос, вынесенный в заголовок статьи нам задавали уже не раз и хотя мы его уже касались в одной из прошлых статей, но решили еще раз пройтись по этой теме и все разложить по полочкам.

Кстати данную статью можно прослушать с наглядными иллюстрациями на нашем канале на youtube.

Итак, недавно на нашем канале в телеграм нам вновь задали этот вопрос, мол почему Луна не падает на Землю несмотря на то, что сила притяжения между Луной и Землёй огромна.

Давайте разбираться вместе.

Действительно зная закон всемирного тяготения несложно рассчитать силу притяжения между Землёй и Луной. Постоянно действующая на Луну сила притяжения должна придавать ей ускорение в направлении Земли и соответственно Луна должна двигаться в направлении Земли и в конечном счёте упасть на неё. Видимо такова логика задавшего вопрос.

Всё так и было бы, если бы Луна была неподвижна относительно Земли. Однако в реальности Луна движется вокруг Земли по орбите с огромной скоростью. Поэтому и не падает на Землю.

Что такое орбита?

Что вообще означает «орбита»? Давайте обратимся к мысленному эксперименту, который первым поставил еще сэр Исаак Ньютон. Представим себе пушку установленную на горе, которая может стрелять снарядами горизонтально поверхности планеты.

Скорость снаряда направлена параллельно поверхности Земли и перпендикулярно направлению силу тяжести. Каждое мгновенье снаряд пытается лететь по прямой линии, но сила тяжести постоянно «поворачивает» вектор скорости снаряда к Земле. В результате пролетев какое-то расстояние снаряд падает на Землю.

Как легко заметить — чем больше начальная скорость снаряда — тем дальше он пролетит. Представим, что наша пушка может выстреливать снаряды со сколь угодно большой скоростью и будем постепенно увеличивать стартовую скорость снаряда. Очень скоро дальность полёта снарядов начнёт увеличиваться не только из-за увеличения стартовой скорости, но и за счёт кривизны земной поверхности — снаряды будут «улетать за горизонт». Поверхность Земли как бы уходит из под снаряда.

Легко увидеть, что можно подобрать такую скорость, при которой сила притяжения Земли будет снижать снаряд ровно на такую же высоту, на которую поверхность Земли будет отдаляться от снаряда за счёт кривизны земной поверхности. Снаряд движущийся с такой скоростью будет вечно двигаться по кругу вокруг Земли (если пренебречь сопротивлением воздуха), а скорость — с которой необходимо выстрелить снаряд, чтобы он вечно двигался по орбите называют первой космической.

Вблизи земной поверхности первая космическая скорость равна 7.91 км/с, но по мере удаления от Земли снижается и для средней высоты орбиты Луны примерно равна 1.022 км/c. И вы не поверите, но именно с такой скоростью движется Луна по своей орбите!

Читайте также: Что такое первичные чёрные дыры?

Поэтому Луна и не падает на Землю — она пытается двигаться по прямой, но притяжение Земли всякий раз слегка поворачивает Луну и в результате Луна вращается вокруг Земли. Еще говорят, что Луна падает на Землю. Но постоянно промахивается. И это в целом правда.

Авторы: кандидат технических наук Александр Петров, астрофизик Фёдор Карасенко

Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!

По какой причине Луна не падает на Землю? Подробный разбор

В статье рассказывается о том, почему Луна не падает на Землю, причины движения ее вокруг Земли и некоторые другие аспекты небесной механики нашей Солнечной системы.

Начало космической эры

Естественный спутник нашей планеты всегда привлекал к себе внимание. В древние времена Луна была предметом культа некоторых религий, а с изобретением примитивных телескопов первые астрономы не могли оторваться от созерцания величественных кратеров.

Чуть позже, с открытием в других областях астрономии, стало ясно, что подобный небесный спутник есть не только у нашей планеты, но и у ряда других. А у Юпитера, их целых 67 штук! Но наш лидирует по размеру во всей системе. Но почему Луна не падает на Землю? С чем связано ее движение по одной и той же орбите? Об этом мы и поговорим.

Небесная механика

Для начала, нужно разобраться с тем, что такое движение по орбите и почему оно происходит. Согласное определению, которым пользуются физики и астрономы, орбита — это движение в гравитационном поле другого, значительно превосходящего по массе, объекта. Долгое время считалось, что орбиты планет и спутников имеют круговую форму как самую естественную и совершенную, но Кеплер после безуспешных попыток применить эту теорию на движение Марса, отверг ее.

Как известно из курса физики, любые два объекта испытывают взаимные силы притяжения, так называемую гравитацию. Те же самые силы влияют на нашу планету и Луну. Но если они притягиваются, то почему Луна не падает на Землю, как было бы логичней всего?

Все дело в том, что и Земля не стоит на месте, а движется вокруг Солнца по эллипсу, как бы постоянно «убегая» от своего спутника. А тот, в свою очередь, имеют инерционную скорость, из-за чего путешествует по опять-таки эллиптической орбите.

Наиболее простой пример, который может объяснить данное явление, это мячик на веревке. Если раскрутить его, то центробежная сила будет удерживать объект в той или иной плоскости, а если сбавить обороты, то ее будет недостаточно и мячик упадет. Такие же силы воздействуют и на Луну. Гравитация Земли увлекает ее за собой, не давая стоять на месте, а центробежная сила, развитая в результате вращения, удерживает, не давая приблизиться на критическое расстояние.

Если на вопрос о том, почему Луна не падает на Землю, привести еще более простое объяснение, то причина этому — равное взаимодействие сил. Наша планета притягивает спутник, заставляя вращаться, а центробежная сила как бы отталкивает.

Солнце

Подобные законы действуют не только на нашу планету и спутник, им подчиняются и все остальные космические объекты. Вообще, гравитация — очень интересная тема. Движение планет вокруг центра масс часто сравнивают с часовым механизмом, настолько оно точное и выверенное. И главное, нарушить его крайне сложно. Даже если убрать из нее несколько планет, то остальные с очень большой вероятностью, перестроятся на новые орбиты, и коллапса с падением на центральную звезду не произойдет.

Но если наше светило оказывает такое колоссальное гравитационное воздействие даже на самые удаленные объекты, то почему Луна не падает на Солнце? Конечно, звезда находится на гораздо более далеком расстоянии, чем Земля, но и масса его, а значит и гравитация, на порядок выше.

Все дело в том, что небесное тело и его спутник двигаются также по орбите вокруг Солнца, и последнее воздействует не по отдельности на Луну и Землю, а на их общий центр масс. И на Луну оказывается двойное влияние гравитации, — звезды и планеты, а вслед за ним и центробежной силы, которая уравновешивает их. А иначе все спутники и прочие объекты давно бы сгорели в жарком светиле. Именно таков ответ на частый вопрос о том, почему Луна не падает.

Движение Солнца

Еще стоит упомянуть такой факт, что Солнце также движется! А вместе с ним, и вся наша система, хотя мы и привыкли считать, что космическое пространство стабильное и неизменное, за исключением орбит планет.

Если смотреть более глобально, в рамках систем и целых их скоплений, то можно увидеть, что они также перемещаются по своим траекториям. В данном случае Солнце со своими «спутниками» вращается вокруг центра галактики Млечный путь. Если условно представить эту картину сверху, то выглядит она как спираль со множеством ответвлений, которые называются галактические рукава. В одном из таких рукавов вместе с миллионами других звезд, движется и наше Солнце.

Падение

Но все же, если задаться таким вопросом и пофантазировать? Какие нужны условия, при которых Луна врежется в Землю или отправится в путешествие к Солнцу?

Произойти это может, если спутник перестанет вращаться вокруг главного объекта и пропадает центробежная сила, также если его орбиту что-то сильно изменит и добавит скорости, к примеру, столкновение с метеоритом.

Ну а к звезде она отправится, если целенаправленно каким-то образом остановить ее движение вокруг Земли и придать начальное ускорение к светилу. Но вероятнее всего, Луна просто постепенно встанет на новую искривленную орбиту.

Подведем итоги: Луна не падает на Землю, потому что, помимо притяжения нашей планеты, на нее воздействует и центробежная сила, которая ее как бы отталкивает. В результате два этих явления уравновешивают друг друга, спутник не улетает и не врезается в планету.

Каверзные вопросы о Луне | Астрономические мероприятия, наблюдения звездного неба в Крыму!

Здесь я решил сделать подборку ответов на самые каверзные вопросы о Луне. Пишите новые вопросы и свои ответы в комментариях внизу странички!

1. Почему Луна не падает на Землю?

По той же причине по которой все планеты не падают на Солнце — центробежная сила, возникающая при движении Луны вокруг Земли, компенсирует силу гравитации между Землей и Луной. Но если Луну остановить относительно Земли — она упадет.

2. Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее чем Земля. Почему же Луна не улетает от Земли к Солнцу?

Это происходит потому, что Луна и Земля двигаются вместе по орбите вокруг Солнца и центробежная сила возникающая при движении Луны вокруг Солнца компенсирует силу гравитации Солнца. Если к примеру убрать Землю, Луна будет вращаться вокруг Солнца практически по той же орбите по которой она вращается вместе с Землей вокруг Солнца.

3. Луна удаляется от Земли ежегодно примерно на 4см. Возможно это связано с тем, что Солнце притягивает Луну сильнее чем Земля?

Не совсем так. Удаление Луны от Земли — следствие приливного ускорения. Смысл явления следующий. Земля вращается вокруг своей оси с периодом сутки, тогда как Луна вращается вокруг Земли с периодом 27,3 суток. В результате гравитационное поле Земли подталкивает Луну (отдельные детали быстро вращающейся Земли увлекают за собой медленно летящую Луну), то есть отдает свою энергию движению Луны вокруг Земли. Эта энергия ускоряет Луну, а значит поднимает ее орбиту.

4. И что, Луна потом совсем улетит от Земли?

Далеко не улетит 🙂 Отбирая энергию вращения Земли на подъем своей орбиты, Луна тормозит вращение Земли. Из-за этого Земля замедляет вращение вокруг своей оси и геостационарная орбита (то есть та орбита, на которой скорость полета спутника над планетой равна скорости вращения планеты) Земли поднимается. В конце концов Луна окажется на геостационарной орбите и наступит явление полной синхронизации при котором Луна и Земля будут смотреть друг-на-друга только одной стороной. Это устойчивое состояние и оно будет продолжаться миллиарды лет. И лишь в очень отдаленном будущем влияние нашего Солнца (или какого-то другого объекта) может затормозить взаимное вращение пары Луна-Земля и Луна упадет на Землю.

5. Американцы были на Луне или нет?

Были. Космический аппарат LRO сделал снимки мест посадки со следами астронавтов.

6. Почему же они снова не летят? Или наши? или китайцы?

Потому что это чрезвычайно дорого, да и опасно для космонавтов. Проще и безопаснее отправлять туда беспилотные космические аппараты. В 60-70е годы холодная война между сверхдержавами СССР и США вылилась в космическую гонку, денег и ресурсов на которую не жалели. После того как американские план по высадке на Луну был выполнен, СССР отказался от продолжения своей программы, а немного спустя ее свернули и США.

7. Почему Луна у горизонта красная? Что такое кровавая Луна?

У горизонта Луна краснеет тк там ее свет проходит через более плотные и толстые слои нашей атмосферы. А в них много микро-пылинок на которых происходит поглощение и рассеяние коротковолновой, голубой части спектра. Красная, как более длинноволновая, лучше проходит через эту среду, поскольку меньше взаимодействует с пылинками.

Кровавая Луна — неофициальный термин, описывающий покраснение Луны при лунном затмении. Дело в том, что в полном затмении Луна все-таки слегка подсвечивается солнечным светом, прошедшим через земную атмосферу и слегка преломившимся в ней вследствие рефракции. А поскольку сильнее преломляют свет более плотные слои атмосферы, то как вы уже знаете, они и будут придавать Луне красноватый оттенок убирая из света голубую составляющую и оставляя красную

8. А суперлуние?

Суперлуние — еще одно новомодное словечко, означающее совпадение полнолуния с перигеем. В этот момент Луна на несколько процентов увеличивает свой размер, что в сочетании с полнолунием особо радует глаз всех романтически настроенных людей 🙂

9. Зачем волки на Луну воют?

Они, как ночные хищники, используют ее в качестве ориентира.  Соответственно, воем приветствуют появление столь важного для них светила 🙂

10. Говорят, Луна полая внутри?

Есть известное выражение «природа не терпит пустоты». Какие-либо полые планеты нам неизвестны. Плюс  внутреннее строение Луны изучено сейсмографами, обширных пустот там не обнаружено. А даже если бы они и образовались, то ненадолго, поскольку гравитационное воздействие Земли вызывает в Луне периодические потрясения, которые эти самые полости постепенно обвалили бы. Причем чем крупнее полость тем быстрее она обвалится. Единственное что там нашли — остатки от лавовых трубок когда-то действоваших вулканов, своеобразные гроты-пещеры. Местами у них обвалился потолок, поэтому их хорошо видно на детальных снимках со спутников.

Назаров Сергей

Если Вас заинтересовала эта тема и Вы хотите самостоятельно во всем разобраться, рекомендуем посетить Астроканикулы!

Почему Луна не падает на Землю, а Земля на Солнце — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Почему Луна не падает на Землю, а Земля на Солнце

Изображение слайда

2

Слайд 2: Земля не падает на Солнце так как

Из школьной физики все знают, что два любых материальных тела испытывают взаимное притяжение. Это свойство было открыто Ньютоном в XVII веке и известно сегодня как закон всемирного тяготения. Сила взаимодействия пропорциональна массе каждого тела и с увеличением расстояния между ними уменьшается. Однако если рассматривать небольшие предметы, такие как человек и самолёт или небоскрёб, то между ними она пренебрежимо мала и по этой причине незаметна. Для обнаружения действия закона всемирного тяготения нужно, чтобы хотя бы одно из двух тел имело очень большую массу. Такой является наша планета. И всё, что расположено на ней, ощущает её притяжение. Эта сила, которая называется силой тяжести и проявляется в наличии у любого тела веса, не позволяет предметам разлетаться с поверхности планеты в произвольных направлениях Точно так же наша планета вместе с другими телами Солнечной системы не в состоянии покинуть её и уйти в просторы космоса, находясь под действием силы притяжения со стороны Солнца. Но почему Земля не падает на Солнце?

Изображение слайда

3

Слайд 3: К тому же

Причина в том, что наша планета относительно своей звезды непрерывно движется, и это состояние и не позволяет ей упасть. Она как бы непрерывно падает на Солнце, но промахивается. В результате такое её падение превращается в движение по замкнутому маршруту. Этот путь называется орбитой и лежит в одной плоскости. Скорость движения по орбите составляет около 30 км/с. Планеты Венера и Меркурий, орбита которых расположена ближе к светилу, вращаются быстрее, а более далёкие – медленнее.

Изображение слайда

4

Слайд 4: Луна не падает на Землю так как

Что мешает Луне упасть на нас  На Луну действует сила притяжения – гравитационное поле Земли. Из-за этой же силы мы не парим в невесомости, а ходим по земле. Гравитация могла бы притянуть к себе Луну, но этого не происходит, потому что она движется вокруг Земли по орбите. В процессе такого движения возникает другая сила – центробежная, которая отталкивает ночное светило от нашей планеты. Вспомните об аттракционах в луна-парке, которые движутся по кругу. Сможете ли вы переместиться к центру карусели, пока она вращается? Не получится: вас будет очень сильно отталкивать от него, будто кто-то давит вам в грудь или вас сносит мощным ветром. То же самое происходит с Луной, когда она движется вокруг Земли. Что произойдет, если толкать мяч одновременно в две противоположные стороны? Он останется на месте. Точно так же равновесие сил, притягивающих и отталкивающих Луну, позволяет ей миллионы лет не сходить со своей дорожки, по которой она бежит вокруг планеты.

Изображение слайда

5

Последний слайд презентации: Почему Луна не падает на Землю, а Земля на Солнце

Конец

Изображение слайда

Почему Луна не падает на Землю?

Луна не падает на Землю, потому что находится на орбите .

Одна из самых сложных вещей в физике — это концепция силы. То, что на что-то действует сила, не означает, что оно будет двигаться в направлении силы. Вместо этого сила влияет на движение, чтобы быть немного больше в направлении силы, чем это было раньше.

Например, если вы катите шар для боулинга прямо по дорожке, а затем подбегаете к нему и пинаете его в сторону желоба, вы прикладываете силу к желобу, но мяч не попадает прямо в желоб. Вместо этого он продолжает двигаться по полосе, но также улавливает немного диагональных движений.

Представьте, что вы стоите на краю обрыва высотой 100 метров. Если вы уроните камень, он упадет прямо вниз, потому что у него изначально не было скорости, поэтому единственная скорость, которую он набирает, — это нисходящая сила, направленная вниз.

Если вы выбросите камень горизонтально, он все равно упадет, но при этом будет двигаться горизонтально и упадет под углом. (Угол не постоянный — форма представляет собой кривую, называемую параболой, но здесь это относительно неважно.) Сила направлена ​​прямо вниз, но эта сила не останавливает камень от горизонтального движения.

Если бросить камень сильнее, он уйдет дальше и упадет под меньшим углом. Сила, действующая на него от гравитации, такая же, но исходная скорость была намного больше, поэтому отклонение меньше.

А теперь представьте, что бросили камень с такой силой, что он пролетел один километр по горизонтали, прежде чем упал на землю. Если вы это сделаете, произойдет что-то немного новое. Камень все еще падает, но он должен упасть более чем на 100 метров, прежде чем упадет на землю. Причина в том, что Земля изогнута, и когда скала продвигалась на этот километр, Земля фактически изгибалась под ней. Оказывается, через один километр Земля отклоняется примерно на 10 сантиметров — разница небольшая, но реальная.

Когда вы бросаете камень еще сильнее, изгиб Земли под ней становится более значительным. Если бы вы могли отбросить камень на 10 километров, Земля теперь изогнулась бы на 10 метров, а на 100 км Земля изогнулась бы на целый километр. Теперь камень должен упасть очень далеко вниз по сравнению со 100-метровой скалой, с которой он был сброшен.

Посмотрите на следующий рисунок. Его сделал Исаак Ньютон, первый человек, который понял орбиты. ИМХО это одна из величайших диаграмм, когда-либо сделанных.

Это показывает, что если бы вы могли бросить камень достаточно сильно, Земля изогнулась бы из-под камня так сильно, что камень на самом деле никогда не приблизился бы к земле. Он идет по кругу и может ударить вас по затылку!

Это орбита. Это то, что делают спутники и Луна. На самом деле мы не можем сделать это здесь близко к поверхности Земли из-за сопротивления ветра, но на поверхности Луны, где нет атмосферы, вы действительно можете иметь очень низкую орбиту.

Это механизм, с помощью которого вещи «держатся» в космосе.

По мере того, как вы уходите, гравитация ослабевает. На Луне земное притяжение намного слабее, чем на спутнике на низкой околоземной орбите. Поскольку гравитация на Луне намного слабее, Луна вращается намного медленнее, чем, например, Международная космическая станция. Оборот Луны занимает месяц. МКС занимает несколько часов. Интересным следствием является то, что если вы выйдете на нужное расстояние между ними, примерно на шесть радиусов Земли, вы достигнете точки, в которой сила тяжести ослаблена настолько, что орбита вокруг Земли займет 24 часа. Там у вас может быть «геостационарная орбита», спутник, который вращается так, чтобы оставаться над тем же местом на экваторе Земли, когда Земля вращается.

Хотя сила тяжести ослабевает по мере того, как вы уходите дальше, расстояние отсечки отсутствует. Теоретически гравитация продолжается вечно. Однако, если вы направитесь к Солнцу, в конечном итоге гравитация Солнца будет сильнее, чем гравитация Земли, и тогда вы больше не упадете на Землю, даже если у вас не будет скорости для выхода на орбиту. Это произойдет, если вы пройдете примерно 0,1% расстояния до Солнца, или примерно 250 000 км, или 40 радиусов Земли. (На самом деле это меньше, чем расстояние до Луны, но Луна не падает на Солнце, потому что она вращается вокруг Солнца, как и сама Земля.)

Таким образом, Луна «падает» на Землю из-за силы тяжести, но не приближается к Земле, потому что ее движение является орбитальным, а динамика орбиты определяется силой тяжести на этом расстоянии и законами движения Ньютона. .

примечание: адаптировано из ответа, который я написал на аналогичный вопрос о quora

ESA — Космос для детей

ГРУ

Доступ к изображению

Что будет, если честолюбивый злодей, староват и глухой ученый и группа неуклюжих и злобных помощников отважатся на конструирование ракет и антигравитационного оружия? Вы можете узнать об этом в мультфильме «Гадкий я» в формате 3D от Universal Pictures, который выходит в кинотеатрах 15 октября. В фильме наши странные герои борются с Луной, ее массой и силой притяжения.

Итак, давайте просто поговорим об этих ключевых концепциях, чтобы лучше понять, что происходит в фильме. Вы когда-нибудь видели, как с дерева падает фрукт или предмет? А вы когда-нибудь пробовали бросить камень и смотреть, как он падает? Эта сила, которая «обрушивает» предметы, называется силой гравитации.

ГРУ

Доступ к изображению

Нас постоянно притягивает к Земле ее гравитационная сила, поэтому мы всегда стоим на земле.Однако нам не нужно находиться в прямом контакте с Землей, чтобы она нас привлекала; достаточно быть не слишком далеко, чтобы действовали те же самые силы. Вот почему наша собственная планета вращается вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли.

Сила гравитации определяется массой объекта. Гравитационная сила между двумя объектами пропорциональна массе объектов и очень быстро уменьшается в тот момент, когда мы их разделяем. На самом деле мы также притягиваем объекты «нашей» силой гравитации, но мы слишком легкие, чтобы увидеть эффект! Однако Солнце настолько велико, что способно держать нас близко, даже когда оно так далеко.Луна также проявляет свою силу гравитации; поскольку он меньше и легче Земли, если бы мы могли взвешиваться на нем, мы бы обнаружили, что весим около одной шестой нашего веса на Земле.

Доступ к изображению

Можно было бы спросить, почему Луна не падает на Землю, как яблоко с дерева. Причина в том, что Луна никогда не бывает неподвижной. Он постоянно движется вокруг нас. Без силы притяжения Земли он просто уплыл бы в космос. Это сочетание скорости и расстояния от Земли позволяет Луне всегда находиться в равновесии между падением и бегством.Если бы он был быстрее, то убежал бы; еще медленнее, и он упадет!

Мы сказали, что сила тяжести тоже зависит от расстояния. Если бы мы достаточно дистанцировались, мы могли бы вырваться из его хватки. Это то, что мы пытаемся сделать с космическим кораблем. Нам нужно достичь и превысить так называемую «скорость убегания», то есть около 11,2 км/с (при такой скорости мы сможем добраться из Лондона в Нью-Йорк всего за десять минут!). Как только шаттл достигает этой скорости, он может свободно путешествовать по Солнечной системе.

Миньоны

Доступ к изображению

Внутри орбитального шаттла мы не чувствуем силы притяжения Земли.Предметы не падают, они плавают; если вы подпрыгнете, вы не вернетесь вниз. То же самое происходит и с астронавтами, когда они находятся на космических станциях, вращающихся вокруг Земли.

В «Гадком я» вы увидите летящие ракеты и эффекты гравитации на Луне. У Грю есть группа помощников по имени Миньоны, которые помогут ему в его стремлении украсть Луну и стать самым известным злодеем в мире. Надеемся, вам понравится фильм!

Последнее изменение 01 октября 2010 г.

Конкурс

Почему Луна не падает на Землю?

Мы наблюдали за Луной с детства, и хотя многое изменилось, Луна осталась неизменной.Хотя может показаться, что он время от времени меняет свою форму, он никогда не менял своего положения. Луна может не появляться пару ночей, но затем она всегда появляется снова, возвращаясь во всей своей красе. Таким образом, может возникнуть вопрос, который у многих из вас возник бы в глубине души, почему никогда не падает на землю? Что удерживает Луну от Земли? Что ж, попробуем объяснить это явление.

Гравитация — очень увлекательная тема в физике. В детстве мы могли подумать, что это какая-то магия.Но на самом деле это всего лишь наука. Давайте кратко рассмотрим причины, по которым Луна не падает на Землю и как она продолжает поддерживать идеальное расстояние и равновесие с Землей. Между Землей и Луной существует сильная гравитационная сила. Так почему же его не притягивает планета Земля? Это потому, что гравитационная сила недостаточно сильна, чтобы притянуть его к земле.

Гравитация

В детстве даже мы думали, что это какая-то магия, но нам очень не хочется вам это рассказывать, это не магия, это наука.Это относительно близко к магии, и сегодня мы поговорим о том, как Луна не притягивается к Земле, и как мы обезопасим себя от удара Луны в ближайшее время.

Вместо того, чтобы спрашивать, почему Луна не падает на Землю, нужно спросить: Почему Луна не притягивается к Земле? Это лучший способ выразить словами этот вопрос. Сила гравитации между Землей и Луной велика. Но этой силы недостаточно, чтобы притянуть Луну к нам, как яблоко, падающее с дерева под действием Гравитации.

 

Что удерживает Луну на орбите вокруг Земли?

С Земли может показаться, что Луна неподвижна, то есть не движется, но на самом деле каждый год Луна удаляется от Земли на 3 см. Не имея силы Притяжения от Земли-Луна просто уплыла бы от нас. Скорость Луны и расстояние от Земли позволяют ей найти идеальный баланс между падением и побегом.

Если бы скорость вращения Луны была немного выше, она бы избежала земного притяжения.С другой стороны, если бы он был немного медленнее, то упал бы на Землю. Вот почему Луна не падает на Землю.

 

Что произойдет, если на Земле не будет гравитации?

Мы уже говорили вам о том, что Гравитация тоже зависит от расстояния. Возможно, вы видели астронавтов в космосе, когда они летают внутри космической станции, и когда они выходят в открытый космос. Это яркий пример того, как люди могут избежать гравитации Земли. Требуется много энергии, чтобы покинуть атмосферу Земли и затем отправиться в космос.Но как только вы окажетесь в космосе, никакая сила не удержит вас от полета, как Супермен.

С другой стороны, отсутствие гравитации имеет и обратную сторону. Если на Земле у нас не будет Гравитации, Земли не будет вообще. Его большие куски разобьются и улетят в космос. Вдобавок к этому, если Земле каким-то образом удалось удержаться, на поверхности Земли не будет воды и атмосферы, а значит, ни один живой организм не сможет выжить в такой суровой среде.

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

Кроме того, если бы мы каким-то образом могли жить на Земле, наши тела не имели бы формы, а это означает, что структура тела, которую вы видите прямо сейчас у всех животных, не будет присутствовать. . Да, вы будете как Желе, и ваши кости и органы будут перемещаться внутри вашей кожи с места на место. Мы уверены, что никто не хочет иметь такой опыт.

Чтобы сохранить свои мышцы в целости, астронавтам в космосе требуется более 3 часов ежедневных упражнений.Даже после всех этих упражнений космонавтам все еще нужна реабилитация, чтобы снова встать на ноги и свободно передвигаться. Еще одна вещь, которую мы хотели бы вам сказать, с огромной гравитацией приходит путешествие во времени. Да мы тут не шутим. Российский космонавт по имени Сергей Крикалев провел 803 дня на космической станции, вращающейся вокруг Земли. Гравитационное притяжение на космической станции было меньше по сравнению с притяжением на Земле. В результате Крикалёв прожил на 0,02 секунды меньше всех на Земле.

Сейчас это единственный способ путешествовать во времени.Если объект большой и имеет сильное гравитационное притяжение, то время вокруг этого объекта замедлится. Это также было показано в «Интерстеллар», научно-фантастическом фильме Кристофера Нолана, который продемонстрировал, как время влияет на человека, когда он приближается к Блэкхолу.

 

В чем причина того, что Луна остается на орбите вокруг Земли?

С позиции Земли может показаться, что Луна неподвижна, однако на самом деле Луна каждый год удаляется от Земли на 3 см.Без силы гравитации Луна просто исчезла бы от нас. Расстояние Луны от Земли и ее скорость позволяют достичь идеального баланса между столкновением с Землей и побегом. Если бы скорость вращения Луны была немного выше, то ей удалось бы избежать земного притяжения. А если бы скорость была немного меньше, то Луна разбилась бы о Землю. Дело в том, что это не так, и скорость как раз подходит для того, чтобы оставаться там, где она есть.

Гравитация Земли является важным фактором сохранения различных планетарных тел и объектов такими, какие они есть.Так, например, если бы Земля не проявляла никакой гравитации, то ее бы вообще не существовало. Без гравитации массивные куски земной поверхности разобьются и просто улетят в космос. Более того, без гравитации на поверхности земли не будет ни атмосферы, ни воды, и, как следствие, ни одно живое существо не сможет выжить в этих суровых условиях.

ньютоновская гравитация — Почему луна не падает на землю?

ньютоновская гравитация — Почему луна не падает на землю? — Stack Overflow на русском

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов, изучающих физику.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил 6 лет, 5 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

$\begingroup$

На этот вопрос уже есть ответы здесь :

Закрыта 6 лет назад.

Почему луна не падает на землю? Мы знаем, что Луна движется со скоростью, перпендикулярной гравитации Земли, поэтому она не падает на землю. Но что, если мы предположим, что Луна неподвижна и Земля тоже неподвижна, но вращается вокруг своей оси? Я нарисовал прилагаемые две диаграммы, чтобы объяснить свой вопрос:

Хавьер

25k1111 золотых знаков6161 серебряный знак102102 бронзовых знака

спросил 13 сен, 2015 в 18:53

$\endgroup$ 2 $\begingroup$

Если бы Земля и Луна изначально были неподвижны, Луна упала бы на Землю, как вы сказали.Но это не так. Земля двигалась вокруг Солнца, когда из Земли образовалась Луна. И поэтому Луна тоже начала вращаться вокруг Земли. На самом деле даже сейчас луна падает на землю, но земля постоянно удаляется, так что луна должна постоянно менять направление своего падения.

ответ дан 13 сен 2015 в 19:00

Сарат.канцарат.кант

45722 серебряных знака99 бронзовых знаков

$\endgroup$ 1 Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

Принять все файлы cookie Настроить параметры

 

ньютоновская механика — Луна находится в «свободном падении» вокруг Земли?

Луна свободно падает на Землю, но, к счастью, скорость, с которой она падает на Землю, почти равна скорости, с которой Земля изгибается. В этом ответе я выведу формулу для орбитальной скорости на поверхности, используя чистую геометрию, а позже грамотно ее обобщу. Это четко установит тот факт, что объект падает на землю, но земля изгибается достаточно далеко, чтобы объект не ударился о поверхность.

Развитие интуиции

Если бросить мяч с высоты близкой к поверхности, он упадет на 5 м по направлению к земле. Если вы бросите мяч горизонтально, то при его движении в горизонтальном направлении он тоже упадет на 5 м к земле.Если придать небольшую скорость, мяч снова упадет на землю.

Во втором случае мяч проходит достаточное расстояние по горизонтали, так что к тому времени, когда он упадет вертикально, поверхность земли будет достаточно искривлена, чтобы он не ударился о поверхность земли. В центростремительном ускорении нет никакой магии, это простая геометрия.

Вывод формулы для орбитальной скорости с использованием чистой геометрии

Для простоты давайте рассмотрим бросание мяча с поверхности земли, как показано на диаграмме, вместо того, чтобы рассматривать луну, вращающуюся вокруг Земли.Однако обратите внимание, что поверхность может быть любой окружностью вокруг Земли. Мы воспользуемся этой идеей, чтобы обобщить формулу позже.

На приведенном выше рисунке мяч брошен со скоростью $v$ с поверхности горизонтально. Мяч проходит расстояние $x$ в горизонтальном направлении и падает на расстояние $y$ в вертикальном направлении за одну секунду (почему одну секунду? мы можем считать $x$ и $y$ составляющими скорости мяча). На поверхности земли мяч за первую секунду упадет на 5 м.

Прежде чем мы начнем, несколько замечаний:

1. $BC = x$
2. $\угол ACD =$ прямой угол (AD диаметр)
3. $\угол ACB = \угол CDB$
4. $\треугольник ABC$ и $\треугольник CBD$ — прямоугольные треугольники
5. $tan(\угол ACB) = \frac{y}{x}$
6. $tan(\угол ACB) = \frac{x}{2R — y}$
7. $2R$ значительно больше, чем $y$

$$tan(\угол ACB) = tan(\угол ACDB)$$

$$\frac{y}{x} = \frac{x}{2R — y}$$

Я мог бы использовать вычисления для вывода, но на самом деле это не нужно, так как это излишне усложнило бы ответ.$$2R — у \около 2R$

Честно говоря, в пределе, когда $y$ стремится к нулю, это не приближение.

$$\frac{x}{y} = \frac{2R}{x}$$

Решив $x$ через другие переменные, вы получите

$$x = \sqrt{2Ry} — (1)$$

Мы считали $y$ расстоянием, которое объект пройдет за одну секунду. Мы можем записать ту же величину в единицах $g$ на поверхности.

$$y = \frac{g}{2} — (2)$$

Подставляя $(2)$ в $(1)$, получаем

$$x = \sqrt{Rg}$$

Ранее мы предполагали, что $x$ — это расстояние, пройденное мячом за одну секунду.Следовательно, $x$ — горизонтальная скорость.

$$v = \sqrt{Rg} — (3)$$

Если вы изучали гравитацию, то сразу заметили бы, что приведенная выше формула дает орбитальную скорость объектов, вращающихся вокруг Земли вблизи поверхности.

Умное обобщение приведенного выше результата

Я не стал выводить формулу для общего случая, когда объект находится на расстоянии $r$ от поверхности земли, чтобы не удлинять ответ. Однако приведенную выше формулу можно легко обобщить.

Мы использовали $R$ как радиус Земли. Ну, поверхность земли не обязательно должна быть поверхностью земли. Использовали ли мы тот факт, что $R$ — это радиус поверхности, где-либо еще, кроме использования $g$? Все, что мы сказали, это то, что мяч не должен касаться поверхности. Поверхность могла быть виртуальной, то есть любой круговой орбитой. Мы можем перефразировать предыдущее предложение, так как мяч должен попасть на орбиту радиуса $R$. Мы можем обобщить $R$ как $r$. Мы использовали $g$ как ускорение свободного падения на поверхности земли.2}}$$ $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$

Приведенная выше формула дает орбитальную скорость для орбиты на расстоянии $r$ от центра Земли.

Moonfall: Могла ли Луна действительно врезаться в Землю?

Когда Луна попадает в глаза, как большая пицца, это… Падение Луны , новый фильм-катастрофа Роланда Эммериха, в котором Луна — по пока неясным причинам — падает с неба и падает на Землю.

Такая предпосылка вызывает неизбежные вопросы.Как Луна сошла со своей орбиты? Что это значит для Земли? Как это можно остановить? И самое главное, должны ли мы смотреть на нашу реальную Луну, трясти кулаками и кричать ей, чтобы она оставалась там, где ей место?

Доктор Тони Кук, преподаватель физики в Университете Аберистуита, так не думает. Он уверен, что если оставить Луну в покое, нет никакой опасности внезапного падения из космоса. «Между Землей и Луной существует равновесие, — говорит он.«Это точка равновесия, называемая барицентром, и два тела вращаются вокруг нее».

Эта точка, объясняет он, расположена ближе к Земле, чем Луна, внутри поверхности Земли. «Это немного похоже на качели», — говорит он. «Если у вас есть действительно тяжелый человек с одной стороны и легкий с другой, точка баланса должна быть ближе к более крупному человеку».

А что, если бы Луну не оставили в покое? Трейлеры для Moonfall , в конце концов, предполагают злой умысел со стороны темных инопланетян.Что могло сбить Луну с курса? «Если вы инопланетянин, я думаю, вам нужно будет разместить несколько двигателей на лунной поверхности», — говорит Кук.

«Я думаю, вы могли бы, вероятно, отклонить орбиту Луны в течение длительного периода времени, но для этого вам потребуется огромное количество энергии, и, вероятно, вам придется делать это осторожно, иначе Луна может развалиться на части. Подобный метод был предложен для изменения направления движения астероидов».

© Кристина Калли

Если бы злым инопланетянам удалось подтолкнуть Луну к Земле в течение многих-многих лет, последствия для нашей планеты были бы разрушительными.«Если бы Луна находилась хотя бы на половине расстояния, приливы были бы в восемь раз сильнее, чем сейчас», — говорит Кук.

«Значит, если бы Луна оказалась очень близко к Земле, вам пришлось бы бороться с огромными приливами. Было бы много прибрежных наводнений. Было бы гораздо больше гравитационного влияния на внутреннюю часть Земли, так что вы могли бы также взбить и нагреть некоторую мантию, что привело бы к гораздо большему вулканизму и землетрясениям».

Хорошо, а как насчет изображения Moonfall океанов Земли, засасываемых в небо? «Я не думаю, что это произойдет», — говорит Кук, смеясь, как человек, которому только что задали очень глупый вопрос.«Они, безусловно, будут крутиться гораздо больше. Вы можете получить некоторые цунами. Но вода поднимается в воздух? Думаю, что нет.

Moonfall , конечно же, имеет что-то вроде реальной параллели. На момент написания НАСА предупредило, что «колебание» орбиты Луны в середине 2030-х годов может привести к сильным наводнениям. Это колебание, объясняет Кук, является частью естественного 18,6-летнего цикла на орбите Луны, половина которого из-за колебаний гравитационного притяжения Луны тратится на подавление приливов, а другая половина на их усиление.

«Это то, что было с нами на протяжении всей письменной истории, — говорит он, — но в будущем, в сочетании с повышением уровня моря, это может быть просто соломинкой, которая сломает хребет верблюду в некоторых низменных частях мира. ».

Очередное доказательство того, что опасности в реальности зачастую гораздо более тревожны и менее захватывающие, чем на большом экране. Moonwobble просто не имеет такого же звучания.

Вердикт: Астрономы ликуют, Луна в обозримом будущем останется на месте.Ура!

О нашем эксперте, докторе Тони Куке

Тони — лектор-исследователь кафедры физики Университета Аберистуита. Его исследования включают кратковременные лунные явления и дистанционное зондирование с близкого расстояния с использованием роботизированных телескопов.

Узнайте больше от Popcorn Science :

«Есть ли у Луны гравитация?» | Планетарий

 

— А , неизвестен, Рочестер, Нью-Йорк

 

Приветствую!

Многие считают, что на Луне нет гравитации.На самом деле Луна, как и любой другой массивный объект во Вселенной, гравитационно притягивает любой другой массивный объект. Даже субатомные частицы, такие как протоны и нейтроны, оказывают гравитационное притяжение на ближайшие объекты, хотя оно настолько незначительно, что им можно пренебречь.

Мы используем термин «поверхностная гравитация» в отношении нисходящей «тяги», которую испытывают объекты, когда они покоятся или движутся по более крупному телу. Средняя сила тяжести на поверхности Земли составляет около 9,8 метра в секунду в секунду. Например, когда объект сбрасывается с крыши здания или вершины утеса, он ускоряется к земле в 9 раз.8 метров в секунду в секунду. Поверхностная гравитация Луны составляет примерно 1/6 мощности или около 1,6 метра в секунду в секунду. Поверхностная гравитация Луны слабее, потому что она намного менее массивна, чем Земля. Поверхностная гравитация тела пропорциональна его массе, но обратно пропорциональна квадрату его радиуса.

(Чтобы узнать, как можно рассчитать поверхностную гравитацию Луны, обратитесь к Math Zone 6: http://usm.maine.edu/planet/mz-6-calculating-planets-surface-gravity)

Астронавты Аполлона могли ходить по поверхности Луны, потому что Луна оказывала на них гравитационное притяжение.Конечно, астронавты могли прыгать на Луне выше, чем на Земле, потому что поверхностная гравитация Луны сравнительно слаба. Находясь на Земле, астронавт Аполлона в полном костюме весил около 500 фунтов, включая оборудование. На Луне его вес составлял всего около 80 фунтов*.

Мы также обращаем ваше внимание на уже известную демонстрацию падения молота и пера, которую астронавт Аполлона-15 Дэвид Скотт провел на поверхности Луны. Он продемонстрировал, что в вакууме соколиное перо и молот, брошенные одновременно с одной и той же высоты, достигают земли в одно и то же время.www.youtube.com/watch?v=5C5_dOEyAfk

Вы заметите, что объекты падают медленно, потому что их ускорение по направлению к поверхности составляет всего 1/6 от того, что было бы на Земле. Демонстрация командира Скотта доказала, что объекты с разной массой падают с одинаковой скоростью, и, конечно же, доказала, что Луна действительно обладает гравитацией.

*Некоторые люди используют термины «масса» и «вес» как синонимы. На самом деле эти значения совсем другие. «Масса» измеряет сопротивление тела инерции.Если вы не добавляете и не теряете материю тела, ваша масса здесь такая же, как и на Луне, Плутоне или в любом другом месте в этой или любой другой галактике. «Вес» измеряет гравитационное притяжение, которое планета оказывает на ваше тело. У вас на Земле не такой вес, как на Луне, Плутоне или даже на Солнце или нейтронной звезде.

 

Почему в новолуние луна не падает на солнце?

Почему в новолуние луна не падает на солнце?

Предположим, что сейчас полдень.Вы подпрыгиваете и падаете обратно на землю. Вы не падаете на солнце. Ничего удивительного: хотя Солнце гораздо массивнее Земли, оно находится гораздо дальше, поэтому вблизи поверхности Земли гравитационное поле Земли намного сильнее, чем у Солнца.

Итак, как высоко вы должны подняться, чтобы гравитационное притяжение Солнца победило? В какой точке на линии между Землей и Солнцем две гравитационные силы, действующие на Солнце и Землю, равны и противоположны? Допустим, он находится в точке d от центра земли и D от центра солнца.Очевидно, что d намного меньше, чем D, поскольку масса Солнца (M _s = 1,99 x 10  ³⁰  кг) намного больше массы Земли (M _e = 5,98 x 10  ²⁴  кг). Но как далеко находится эта точка d? Для расчета нам понадобится расстояние между Землей и Солнцем, которое в среднем равно r _e = 1,50 х 10 ⁸ км.

Давайте нарисуем диаграмму — сначала не в масштабе, потому что мы еще не сделали расчет: положим массу m на расстоянии d от Луны и D от Солнца.

Теперь мы просто установим величины двух гравитационных сил, действующих на массу m, равными друг другу:

Когда мы решим квадратное уравнение, мы получим 260 000 км. (Если не доверяете мне, проверьте сами.)

Головоломка:

Сейчас Луна находится в 380 000 км от Земли. В новолуние она лежит почти на линии между землей и солнцем (во время солнечного затмения она лежит точно на этой линии). Итак, в новолуние луна упадет на солнце?

• Приведенный выше расчет неверен: Луна не будет двигаться с ускорением по направлению к Солнцу, так что не о чем беспокоиться.[ Объясните ошибку в приведенном выше .]
• Луна будет двигаться с ускорением к солнцу, но не о чем беспокоиться, потому что [ см. причину ниже ].
• Луна будет двигаться с ускорением к солнцу, поэтому мы с моим другом вместе переживем наш последний восход луны над океаном, а затем продадим наши доли в приливных электростанциях.

(См. ниже решение.)

Решение:

Луна (380 000 км) находится примерно в 400 раз ближе, чем Солнце.В году бывает около тринадцати полнолуний. Таким образом, набросок пути, который Земля и Луна прослеживают вокруг солнца , выглядит примерно так:

Таким образом, в разумном приближении Луна описывает путь вокруг солнца , который является приблизительно эллиптическим, с пропорционально небольшими возмущениями внутрь и наружу из-за гравитационного поля Земли. Кривизна орбиты всегда вогнута к солнцу, хотя в новолуние она намного меньше изогнута, чем в полнолуние.