Как быстро упадет луна на землю если остановится?
Формулу — фигушки, дифур решать надо.
Но можно и без дифура, вспомнить 3-й закон Кеплера — квадраты периодов обращения пропорциональны кубам полуосей эллипсов.
Заметим, что падение остановившейся Луны — это движение по о-ооочень сжатому эллипсу (сжатому в прямую!) , у которого точка старта — апогей, а перигей — в центре Земли.
Сравним эту «орбиту» с обычной орбитой Луны. Большая ось нашего эллипса — от орбиты до центра, большая ось реальной орбиты Луны — грубо говоря — 2 радиуса. То есть — отношение полуосей равно (1/2) в кубе.
отсюда — отношение периодов — корень кв. из (1/2)^3
Период нормального полета Луны мы знаем — 27.3суток (относительно звезд! )
Значит период полета по сжатой орбите — 27.3*(1/2)^(3/2) / 2=4.8 суток
(я еще поделил пополам, так как падение — только половина периода)
Строго говоря, надо бы учесть и что Земля и Луна — не точки, и падение произойдет не когда их центры долетят друг до друга, а когда коснуться поверхности — но это уже мелочи, минут 10-12.
Я. И. Перельман. Занимательная астрономия:
Значит, чтобы узнать, во сколько времени Земля упала бы на Солнце, нужно продолжительность года разделить на sqrt(32), т. е. на 5,6. Это составит круглым счётом 65 дней.
Итак, мы вычислили, что Земля, внезапно остановленная в своём движении по орбите, падала бы на Солнце в течение более чем двух месяцев.
Легко видеть, что полученная выше на основании третьего закона Кеплера простая формула применима не к одной только Земле, но и к каждой другой планете и даже к каждому спутнику. Иначе говоря, чтобы узнать, во сколько времени планета или спутник упадут на своё центральное светило, нужно период их обращения разделить на sqrt(32), т. е. на 5,6.
http://www.bodhi.ru/book/perelman_astronomia.htm
Поэтому, например, Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, — обращающийся в 88 дней, упал бы на Солнце в 15,5 дней. Нептун, один «год» которого равняется 165 нашим годам, падал бы на Солнце 29,5 лет, а Плутон — 44 года.
Во сколько времени упала бы на Землю Луна, если бы внезапно остановился её бег? Делим время обращени Луны — 27,3 дня — на 5,6: получим почти ровно 5 дней. И не только Луна, но и всякое вообще тело, находящееся от нас на расстоянии Луны, падало бы на Землю в течение 5 дней, если только ему не сообщена какая-нибудь начальная скорость, и оно падает, подчиняясь лишь действию земного притяжения (влияние Солнца мы ради простоты здесь исключаем) .
Источник
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.
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
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.
Почему звезды светятся и почему их не видно днем
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:
Парад планет: что это, чего ожидать от явления
- 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.
Магнитные бури: что это, как они влияют на человека
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.
Ретроградный Меркурий: что о нем надо знать
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:
- Если космическое тело красочно сгорит в атмосфере, то его назовут метеор (или болид).
- При неоднородной, неустойчивой внутренней структуре оно может взорваться в воздухе, а на Землю попадут лишь обломки. Это так называемый метеоритный дождь.
- Если космическое тело успеет затормозить, то его траектория изменится, оно упадет на поверхность планеты. Это будет метеорит.
- 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.
Есть ли жизнь на других планетах: научные обоснования
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.
Есть ли жизнь на Марсе: пояснения, теории
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.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Источник
Почему Луна отдаляется от Земли?
Думаю каждый, кто немного интересовался космосом знает, что Луна медленно отдаляется от Земли. Иногда нас спрашивают:
Почему Луна отдаляется? Значит ли это, что в будущем Луна улетит от Земли?
В этой статье мы ответим на эти вопросы.
Согласно современным научным представлениям Луна сформировалась когда протопланета размером примерно с Марс столкнулась с Землёй примерно 4.5 миллиардов лет назад. В результате столкновения в космос было выброшено вещество, из которого сформировалась Луна.
Моделирование столкновения Земли с протопланетой, приведшее к формированию Луны
Исследования показывают, что во время своего формирования Луна была гораздо ближе к Земле — на расстоянии всего около 22500 километров. Для сравнения сейчас расстояние до Луны составляет 384 000 километров. Луна продолжает удаляться от Земли со скоростью примерно 3.78 сантиметра в год.
Чем обусловлено отдаление Луны от Земли?
Причиной, по которой Луна отдаляется от Земли является приливное ускорение . Земля своим притяжением удерживает Луну на орбите. При этом Луна также обладает заметной массой и её гравитационное притяжение также действует на Землю. Притяжение Луны проявляется в виде приливов и отливов.
Вращение Земли вокруг собственной оси приводит к тому, что приливная волна или как еще говорят приливный горб (tidal bulge) немного обгоняет Луну.
Благодаря тому, что приливный горб находится чуть впереди Луны он немного изменяет направление вектора притяжения Земли действующего на Луну и Луна чуть-чуть ускоряется. За счёт этого небольшого ускорения Луна и переходит на немного более высокую орбиту.
Источник
Что будет, если Луна упадёт на Землю
Луна является единственным небесным внеземным объектом, на который ступила нога человека. В ясное ночное небо делится Солнечным светом. Несмотря на большие размеры, всё же считается естественным спутником.
Своей гравитацией, вызывает приливы на Земле. Приливы, которые вынудили раннюю жизнь в океанах распространить на суше. Благодаря Луне ось Земли остаётся устойчивой, предотвращая колебания. Убрать Луну и начались бы резкие перепады времён года. В общем, Луна создаёт благоприятное место на Земле.
Но что, если Луна начнёт сближаться с Землёй. Возможно ли это? Теоретически, да. Запущенные космические аппараты дальнего Космоса часто увеличивают скорость благодаря гравитационным манёврам вокруг планет: «Новые горизонты», «Вояджер-1,-2» и другие.
С помощью таких манёвров аппарат получает дополнительную скорость, не расходуя своё топливо. Согласно закону сохранения импульса , во время каждого такого манёвра, планета, вокруг которой совершается манёвр, замедляется. По-простому, «дарит» свою скорость космическому аппарату. Конечно, снижение скорости практически нулевое из-за мизерной массы аппарата.
Луна же движется вокруг Земли со скоростью 3681 км/ч . Если представить, как какой-нибудь крупный астероид, наподобие мистической Нибиру, проник в Солнечную систему. Затем по своей траектории пролетит рядом с Луной, тем самым замедляя её, тогда Луна начнёт сближаться.
Вот здесь начинается самое интересное. Луна будет падать на Землю, но никогда с ней не столкнётся. Спутник достигнет предела Роша (когда гравитация меньше приливных сил) . Другими словами, Луна сблизится на расстояние 18 470 км . Изначальное расстояния между Землёй и Луной 385000 км.
На границе предела Роша приливные силы начнут разрывать Луну на части. Все оставленные луноходы, лунные кратеры разлетятся, образовав кольца пыли вокруг Земли. Планета станет второй после Сатурна с завораживающими кольцами.
Только кольца не будут долговечными. Начнут падать на Землю в виде сотен тысяч метеоритов. На Земле станет настоящий апокалипсис с разрушением большей части городов.
Человечество ещё раньше поймёт, что Луна начала сближаться с Землёй. Луна, своей гравитацией, создаст настоящее цунами в морях и океанах. Сначала сёрфингисты обрадуются повышению уровня волн. Но эта радость будет недолговечной.
Цунами высотой 8000 метров несколько раз разрушат спокойный мир. В такой катастрофе выживет отдельная элита руководителей ведущих стран.
Что-то подобное происходит с Тритоном, спутником Нептуна. Тритон разрывается постепенно, который всегда проигрывает гиганту Нептуну. Через 100 — 150 миллионов лет Нептун раздавит пока что действующий спутник.
Заключение
В действительности, маловероятный сценарий приближения Луны к Земле. В теории возможно, на практике вряд ли. Луна каждый год отдаляется от Земли на 3 — 4 см. От этого день на Земле становится длиннее. Примерно, через каждые 60000 лет день длится дольше на 1 секунду.
Понравилась статья, подписывайтесь на канал, ставьте лайк, делитесь информацией в социальных сетях. Дальше будет интереснее!
Источник