Как найти центр масс системы земля луна

Где находится центр масс системы Земля – Луна?

Центр масс системы Земля – Луна, так называемый барицентр, находится на расстоянии 4672 километра от центра Земли по направлению к Луне, то есть на глубине приблизительно 1700 километров под поверхностью Земли. Строго говоря, по эллиптической орбите вокруг Солнца движется не Земля, а барицентр, при этом Земля и Луна обращаются относительно барицентра, совершая полный оборот за лунный месяц.

Что такое центр масс или почему Земля вращается не вокруг Солнца

Планеты вращаются вокруг Солнца. Луна вращается вокруг Земли. Харон вращается вокруг Плутона. Однако это неточные утверждения, потому что в реальности все объекты Солнечной системы находятся на орбитах вокруг единого центра масс (барицентр).

«Для удобства мы говорим, что планеты вращаются вокруг Солнца, но это не на 100% верно. На Солнце приходится 99,8% от массы Солнечной системы, оставшаяся масса приходится по большей части на Юпитер с Сатурном и «крохи» достались остальным объектам. Однако все, абсолютно все тела, включая Солнце, совершают вращение вокруг центра масс. Это напоминает игру по перетягиванию каната», — пояснил планетолог из JAXA Джеймс О’Донохью.

Другие примеры

Случай с Землей и Луной аналогичен. Между нашей планетой и ее спутником находится центр масс, вокруг которого объекты совершают движение.

«Каждые 27 дней, 7 часов и 15 секунд, благодаря притяжению Луны, Земля совершает оборот вокруг центра масс, который находится в 2000 километрах от поверхности планеты. Оборот вокруг центра Земля делает со скоростью 42 км/ч, что очень медленно в планетарном масштабе», — прокомментировал Джеймс О’Донохью.

Конечно, можно и даже нужно продолжать говорить, что планеты вращаются вокруг Солнца или что Луна вращается вокруг Земли. Почему? Да потому что это очень удобно!

Только теперь вы знаете чуть-чуть больше и понимаете, что существует барицентр.

Источник

Что такое барицентр (центр масс) и как его найти в Timing Solution

Ниже хорошая статья, которая поясняет, что такое барицентр или центр масс. Это понятие встречается и в Timing Solution, программа позволяет работать и с этим астрономическим феноменом (в модуле ULE); возможно, это оказывает какое-то влияние на финансовые рынки — исследуйте. Как найти и рассчитать барицентр в Timing Solution — поясняется в самом конце поста.

Солнце, как известно, является центром Солнечной системы, вокруг которой вращаются восемь планет, карликовые планеты, астероиды, несколько метеоритов и парочка далеких комет. Это то, что мы знаем со школьной скамьи. Можно сказать, что это своего рода неопровержимая истина, поскольку ученые в свое время доказали, что Земля не является центром Вселенной, и что Земля, как и остальные планеты, вращается вокруг Солнца.

Кстати говоря, это чистая правда, но с некоторыми оговорками. На самом деле все в Солнечной системе вращается вокруг так называемого «центра масс Солнечной системы», включая само Солнце. Недавно ученые рассказали об этом в серии видеороликов. Какие секреты они раскрыли?

Вращение вокруг центра масс

Центр масс или барицентр, вокруг которого вращаются различные планеты и небесные тела в нашей Солнечной системе, является точкой, в которой объект идеально сбалансирован, причем вся его масса равномерно распределена по всем сторонам. Кстати говоря, центр масс, как правило, находится непосредственно в середине самого объекта, но бывает — вне его.

Например, вы можете легко найти центр масс линейки. Попробуйте положить линейку на палец и выровнять ее так, чтобы она спокойно лежала на пальце и не падала. Таким образом вы найдете место на линейке, благодаря которому сможете удерживать ее всего на одном пальце. Это и есть центр масс или, как его еще называют, центр тяжести.

В нашей Солнечной системе центр масс редко совпадает с центром Солнца. Это означает, что все тела в Солнечной системе не вращаются вокруг центра Солнца. Конечно, планеты вращаются вокруг Солнца, но здесь мы расскажем о точном положении и истинном центре, вокруг которого вращаются все объекты в Солнечной системе.

Чтобы доказать данный факт, планетолог Японского космического агентства JAXA Джеймс О’Донохью создал анимацию, которая показывает, как Солнце, Сатурн и Юпитер играют в «перетягивание каната» вокруг барицентра, в результате чего Солнце начинает двигаться по петлевым мини-орбитам.

В свободное время планетолог создает анимации, которые наглядно демонстрируют, как работают планеты, звезды и скорость света с точки зрения физики. По его словам, естественно думать, что мы вращаемся вокруг центра Солнца, но это очень редко случается, поскольку центр масс Солнечной системы редко совпадает с центром Солнца, а само Солнце вращается на миллионы километров вокруг барицентра, иногда проходя над ним, иногда отклоняясь от него.

Центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца

Вопрос следующий: почему центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца, хотя абсолютное большинство массы Солнечной системы принадлежит Солнцу? По логике, центр Солнца должен совпадать с барицентром Солнечной системы, потому что подавляющая часть массы Солнечной системы приходится именно на него — 99,8%.

На самом деле во всем виноват Юпитер и его гравитация. Как мы уже ранее говорили, Солнце составляет 99,8% массы Солнечной системы, но Юпитер содержит большую часть оставшихся 0,2%. Эта масса вызывает гравитационное притяжение, мягко оттягивающее Солнце от барицентра Солнечной системы, который как раз должен совпадать с центром Солнца.

Можно сказать, что Солнце немного вращается вокруг Юпитера. Другими словами, утверждение о том, что планеты вращаются вокруг звезд не является непреложной истиной, поскольку планеты и звезды вращаются вокруг их собственного барицентра.

Что такое центр масс?

В астрономии центр масс или барицентр — это центр масс двух или более тел, которые вращаются вокруг друг друга, то есть точка, вокруг которой вращаются эти объекты.

Понятие барицентра является важным понятием в таких областях, как астрономия и астрофизика.

Если одно орбитальное тело больше другого, а их тела расположены относительно близко друг к другу, то барицентр обычно будет находиться в пределах более крупного объекта.

В этом случае вместо двух тел, вращающихся вокруг некой точки между ними, менее массивный объект будет вращаться вокруг более массивного. В то же время можно заметить, что более тяжелое тело будет слегка покачиваться. Также обстоит дело с системой Земля-Луна, поскольку центр масс находится на расстоянии в 4691 км от центра Земли, что составляет всего 75% от радиуса Земли (6378 км).

Земля и Луна исполняют более простой танец, при этом барицентр остается внутри Земли. Кстати говоря, он не соответствуют реальному центру Земли из-за гравитации Луны, которая слегка притягивает Землю.

Когда два тела имеют одинаковую массу, то барицентр, как правило, будет находиться между ними, а оба тела вращаться вокруг него. Так обстоит дело с Плутоном и его спутником Хироном, а также со многими двойными астероидами и звездами. В пределах Солнечной системы подобное явление можно наблюдать среди многих планет и их спутников.

Кстати говоря, Плутон исполняет особый танец со своим спутником Хироном, но есть одно различие, которое состоит в том, что барицентр всегда находится за пределами Плутона.

Когда менее массивный объект находится на большом расстоянии, то барицентр может находиться за пределами более крупного объекта. Так обстоят дела с Юпитером и Солнцем. Несмотря на то, что Солнце в тысячу раз больше Юпитера, барицентр расположен за пределами Солнца из-за относительно большого расстояния между ними.

В конечном итоге каждая планетарная система вращается вокруг невидимой точки, которая находится в центре.

Важность центра масс для ученых

Барицентр иногда помогает астрономам находить скрытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд, поскольку очень трудно сразу определить местоположение экзопланет. Как правило, они скрыты ярким светом звезд, вращающихся вокруг центра масс.

Кстати говоря, благодаря колебанию звезд ученые могут установить существование планеты. А изучая барицентры и используя множество других методов, астрономы уже смогли обнаружить множество планет, вращающихся вокруг других звезд.

В астрономии существуют так называемые «барицентрические координаты», то есть координаты точки относительно системы координат, начало которой находится в центре тяжести системы. Международная небесная система координат (ICRS) пользуется системой барицентрических координат, которая фокусируется на центре Солнечной системы, определяя местоположение ее объектов.

Как найти барицентр в Timing Solution

Работа с барицентром ведется через модуль ULE.

Во-первых, различные варианта есть на вкладке Cycles/Gravit.

И смотрите ниже в этом выпадающем списке:

Обратите внимание также на схожее понятие Tidal force — сила притяжений или приливные силы. Подробнее этот термин объясняется здесь.

Во-вторых, варианты работы с гравитационными силами (gravitation force) и приливными силами можно найти на вкладке Astro Indicators:

Источник

Как найти центр масс системы земля луна

Светлые лучи лунных кратеров
Со времени первых телескопических наблюдений Луны астрономы обратили внимание на то, что от некоторых лунных кратеров строго по радиусам расходятся светлые полосы, или лучи. Центрами светлых лучей являются кратеры Коперник, Кеплер, Аристарх. Но самую мощную систему лучей имеет кратер Тихо: некоторые из его лучей протянулись на 2000 км.
Что за светлое вещество образует лучи лунных кратеров? И откуда оно взялось.
В 1960 г., когда не был еще завершен спор о происхождении самих лунных кратеров, российские ученые Кирилл Петрович Станюкович и Виталий Александрович Бронштэн, оба горячие сторонники метеоритной гипотезы их образования, предложили следующее объяснение природы лучевых систем.
Удар крупного метеорита или небольшого астероида о поверхность Луны сопровождается взрывом: кинетическая энергия ударяющего тела мгновенно переходит в тепло. Часть энергии затрачивается на выброс лунного вещества под разными углами. Значительная часть выброшенного вещества улетает в космос, преодолевая силу притяжения Луны. Но вещество, выброшенное под небольшими углами к поверхности и с не очень большими скоростями, падает обратно на Луну. Эксперименты с земными взрывами показывают, что выбросы вещества происходят струями. А поскольку таких струй должно быть несколько, получается система лучей.
Но почему они светлые? Дело в том, что лучи состоят из мелко раздробленного вещества, которое всегда светлее, чем плотное вещество того же состава. Это установили опыты профессора Всеволода Васильевича Шаронова и его сотрудников. И когда первые первые астронавты ступили на поверхность Луны и взяли вещество лунных лучей для исследования, эта гипотеза подтвердилась.
Обитаема ли Луна? — ИЗ ИСТОРИИ
Очерк Н. Толстого
Вопрос об обитаемости нашей спутницы давно занимал ученых. Ведь Луна наша ближайшая соседка, разстояние до нея, всего 30 земных диаметров, ничтожное в сравнении даже с ближайшими планетами, Венерой и Марсом. И потому, если она обитаема разумными существами, то с ней легче всего войти в сношения земным обитателям.
Известный французский астроном, Камилл Фламмарион уже двадцать пять лет изучает нашу соседку. Он открыл на ней и описал такия явления, которыя до него не замечались никем, и которыя как будто оправдывают предположения об ея обитаемости. Двадцать лет назад этот вопрос был разрешен в отрицательном смысле. Чтобы Луна могла быть обитаема живыми существами, необходимо две вещи: чтобы на Луне была атмосфера и вода. Между тем никаких признаков ни атмосферы ни воды на Луне не замечалось. Во время солнечнаго затмения не видно, чтобы лучи солнца преломлялись через ея атмосферу.
Когда Луна проходит перед звездами и затмевает их, звезды гаснут и появляются сразу, а не изменяются в блеске постепенно, как было бы если б их луч прорезал атмосферу. На Луне не заметно облаков, как на Венере; ни ледяного покрова на полюсах, как на Марсе. Вид Луны даже в сильнейшие телескопы, приближающие ея поверхность: нашему глазу на разстояние сорока километров, представляется мертвым. Полночный мороз температуры междупланетнаго пространства, продолжающийся 15 земных дней и чередующийся с пятнадцатидневным же периодом дневнаго зноя, не допускает, поводимому, мысли об обитаемости лунной поверхности. И вот Фламмарион, который всю жизнь держался этого мнения, вдруг выступает открыто противником этой теории и создает новую, возстановляющую репутацию Луны, как вполне пригодной для органической жизни и обитаемой планеты!
Фламмарион нашел на Луне и воздух и влагу. Вот ход его доказательств, строго проверенных днадцатипятилетним неусыпным наблюдением. Во время последняго солнечнаго затмения, видимаго в позапрошлом году в Париже, впервые было обнаружено весьма интересное явление. Затмение было не вполне полное и не вполне кольцеобразное, но среднее между ними, получившее название зернистаго. В тот момент, когда центр солнца и луны совпал с лучом зрения, диск солнца просвечивал через низменныя части горизонта луны, тогда как гористыя -затмевали его края совершенно.
Вот в этих-то низменностях Фламмарион и обнаружил атмосферную рефракцию света, которая подтвердилась и при наблюдении над затмением звезд лунным диском. Если звезда скрывалась за гористым краем диска, она исчезала мгновенно. Но в тех, весьма редких, случаях, когда луч звезды проникал сквозь глубокое ущелье, в момент затмения звезда сперва блекла, а затем уже пропадала из виду.
Это явление замечалось астрономами и прежде и некоторые на основании этих наблюдений даже высказывались о том, что на Луне есть воздух, но так как их наблюдения не могли быть проверены, и, что еще хуже, были опровергаемы другими учеными, одновременно делавшими наблюдение, то на их голос никто не обращал внимания. Фламмарион же доказал, что в то время, как один наблюдатель видит звезду заходящую за край Луны через ущелье, другой наблюдатель, находящийся в каких-нибудь ста верстах от перваго, этого луча, конечно, не видит и для него звезда скрывается в обыкновенных условиях. Таким образом факт существования на Луне атмосферы н ея низменностях, в ущельях и котловинах может считаться отныне установленным.
Но это еще не все. Фламмарион наблюдал за цирком своего имени и за соседними с ним и обнаружил замечательное явление. Когда на Луне начинается день, продолжающийся 14 земных суток, кратер Фламмариона имеет белесоватый оттенок, который образует яркое пятно на фоне луннаго диска. С каждым последующим днем это пятно уменьшается и совершенно исчезает к полнолунию, т.-е. когда для Луны полдень. Что это означает? Фламмарион отвечает: это значит, что на поверхности Луны есть влага, которая ночью замерзает и под лучами солнца испаряется.
А раз есть воздух и вода, то не только возможно, но обязательно должна быть органическая жизнь, а если есть растения, то должны существовать и животныя.
Почему же мы не замечаем на Луне жизни? По той же причине, по которой с верхушки горы или с аэростата, поднявшагося всего на какие-нибудь 4 километра над земною поверхностью, на последней не замечается никаких признаков жизни. Правда, можно наблюдать пожары и извержения вулканов, но оказывается, что последние неоднократно наблюдались и на Луне.
Но как согласовать жизнь с резкими переменами температуры на лунной поверхности? На это ученые отвечают различно. Во-первых, если Луна не вполне остывшее тело, как и 3емля, то она имеет свою собственную теплоту, которая достаточна для того, чтобы поддержать жизнь во время 14-дневной ночи. Во-вторых, накаляемая солнечными лучами, Луна поглощает более тепловых лучей, чем отдает их в пространство. В-третьих, жизнь там должна быть приспособлена к резким колебаниям температуры.
Впрочем, некоторые ученые предполагают, что жители Луны, если таковые существуют, углубляются в ея недра, где температура более постоянна и где, несомненно, есть воздух. А что в эти недра можно проникнуть, видно из того, что вся поверхность Луны усеяна кратерами угасших вулканов и разселинами.
Итак, вопрос об обитаемости нашей соседки решен в положительном смысле, но вопрос о том, населяют ли существа разумныя — требует еще наблюдений.

Источник

Как найти центр масс системы земля луна

Где находится центр масс системы Земля – Луна?

Читайте также

Кто лучше исполняет роль ночного светила: Луна в отношении Земли или Земля в отношении Луны?

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ И ЦЕНТР СИЛЫ

В каком диапазоне Земля по яркости сравнима с Солнцем и многократно превосходит все остальные планеты Солнечной системы, вместе взятые?

Где находится центр масс системы Земля – Луна?

Исследование каловых масс

Обзор планет Солнечной системы. Луна

Центр масс

МАСС, Владимир Захарович

ПСИХОЛОГИЯ МАСС

ГДЕ НАХОДИТСЯ ЗЕМЛЯ ОЗЁРСКАЯ?

Что такое центр масс или почему Земля вращается не вокруг Солнца

Другие примеры

Что такое барицентр (центр масс) и как его найти в Timing Solution

Вращение вокруг центра масс

Центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца

Что такое центр масс?

Важность центра масс для ученых

Как найти барицентр в Timing Solution

Как найти центр масс системы земля луна