Почему Солнце не поглотит Луну?
В Солнечной системе 99.8% всей массы приходится на Солнце. Если все вращается вокруг звезды, тогда почему бы ей просто не своровать нашу Луну? Это вообще возможно? Способна ли Луна оказаться в жарких объятьях Солнца?
Ну, если честно, то это уже произошло. Если присмотреться к движению спутника по орбите, то видно, что Луна совершает обороты, копируя Землю. Также спутник вращается и вокруг нашей планеты. Кажется, что все дело в приближенности к Земле. Но не все так просто. Солнце расположено на большем расстоянии, но оно в 330000 раз массивнее нас. Если воспользоваться простыми формулами Ньютона, то видно, что звезда притягивает спутник в два раза сильнее нас. Тогда почему он все еще рядом?
Чтобы вырваться из гравитационного влияния, необходимо развить огромную скорость относительно этого тела. Это ускоряющая скорость объекта.
Для танца нужна пара. Лунное притяжение поднимает выпуклости в земных океанах, приводя к приливам. Земное притяжение вытягивает и сжимает спутник, чтобы нагреть его внутренний состав
Получается, что Солнце старается отобрать нашу Луну, но Земля слишком упрямая. Лунная скорость достигает 1 км/с, а скорость вылета при такой дистанции должна быть 1.2 км/с. Так что спутник просто не может разогнаться, чтобы сбежать.
И хотя Луна пока никуда не делась, но каждый год она немного отдаляется. Все дело в их приливном контакте.
Источник
Почему Луна не падает на Землю?
Глядя на Луну, многие дети задаются вопросом: как она остается на своем месте и почему не падает на Землю? Вопрос вполне логичен, ведь искусственные спутники, которые запускает человек, действительно падают, но у естественного спутника нашей планеты есть простой секрет.
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.
Почему Луна не упадет на Солнце
Луна – самый близкий к Солнцу спутник, и у главной звезды нашей галактики тоже есть мощная сила, которая может притянуть его, — это магнитное поле Солнца. Оно в несколько раз сильнее (по сравнению с полем Земли) тянет к себе Луну.
Но и на этот горящий шар Луна не упадет по той же причине. Она вращается не только вокруг Земли: вместе с Землей спутник движется вокруг Солнца, и между ними возникает центробежная сила. Она отталкивает Луну от Солнца и компенсирует его притяжение.
Из-за этого на Солнце не упадут другие планеты нашей Солнечной системы и их спутники — они тоже вращаются, а поэтому одновременно притягиваются и отталкиваются. Если бы движение остановилось, они бы могли упасть, но миллиарды лет этот космический механизм работает без сбоев.
Почему на Землю падают спутники, созданные человеком
Маленькие «луны», которые запускаются в космос человеческими руками, должны вращаться вокруг Земли с определенной скоростью и на определенном расстоянии, чтобы оставаться на своей орбите. Если скорость будет большей, их вырвет из гравитационного поля и унесет во Вселенную, а если меньшей – они сойдут с орбиты и упадут.
В космосе есть множество факторов, которые могут замедлить спутник: вещества из атмосферы Земли, которые встречаются даже на большой высоте, солнечный ветер – частицы, которые Солнце выпускает в космос, гравитация Земли и других небесных тел нашей галактики. Кроме того, при создании спутников ученые иногда допускают ошибки и честно признают, что не знают, почему их космические аппараты падают.
Но как бы то ни было со спутниками, созданными человеком, в Луне можно быть уверенным: она точно не упадет на Землю.
Источник
Почему Луна не улетает от Земли к Солнцу
Иногда я думаю, что всеобщее образование не всем пошло на пользу. Особенно страшны «два высших», впрочем, и прихожане секты лучшего-в-мире-советского и поколение ЕГЭ (в плохом смысле) не лучше.
Это я к чему? Не раз приходилось, например, встречать такой тезис. Солнце притягивает Луну в два раза сильнее, чем Земля. Как же Луна до сих пор не улетела к Солнцу-то?
Особенно трогательно, что приводят значение массы Луны, хотя она вообще не нужна для сравнения. Не нужна потому, что в теории гравитации Ньютона (а в этом вопросе ее более чем хватает) ускорение тела зависит только от массы притягивающего и от расстояния между центрами. Земля и Луна находятся на почти одном и том же расстоянии от Солнца и притягиваются одинаково — испытывают почти одинаковые ускорения. Эти ускорения меняют скорости по направлению, загибая орбиты и делая их почти круговыми (эллиптическими с малым эксцентриситетом).
То есть поведение Луны почти такое же, как поведение Земли — либо вместе падать на Солнце, либо вместе же летать вокруг него по орбите.
Второе возможно за счет того, что оба тела имеют достаточную скорость под прямым углом к направлению на Солнце. Если бы Земля вдруг исчезла, Луна бы продолжила движение, оставаясь спутником Солнца.
То есть она и так уже обращается вокруг Солнца! То, что при этом она вертится вокруг Земли — не меняет сути дела. Вы можете бегать по самолету как вам вздумается — все равно вы летите вместе с ним.
Все сказанное, кстати, верно и без взаимного притяжения Луны и Земли! Если бы его не было, орбиты могли бы разойтись из-за тех самых «почти». А так Земля не пускает.
Если копнуть чуть глубже, можно сказать так. Уравнения движения — второго порядка, то есть для определения движения нужно знать не только начальные положения тел, но и их скорости. Поэтому если вам рисуют картинку положений без скоростей — вас хотят обмануть, без вариантов.
Некоторые продвинутые личности вспоминают проблему трех тел. Дескать, она не решена и наука не знает. Но это не так. Проблема в том, что в общем виде задача трех тел не решается аналитически, там динамический хаос и очень сложно посчитать. Но все считается. К тому же, если массы тел существенно различны, как в нашем случае, можно успешно применить теорию возмущений, что я и имел честь вам показать. Сначала рассмотрим два тела, потом добавим ко второму третье, учтем поправки — и все будет.
Источник
Солнце притягивает Луну в два раза сильнее чем Земля. Почему же Луна до сих пор не улетела?
Этот вопрос мне неоднократно задали как на моем телеграм канале , так и в комментариях к паре моих статей тут. Я уже кратко отвечал на него, но все же поразмыслив немного подумал, что он заслуживает отдельной статьи, так как дает хороший пример небесной механики в действии.
Первое что мы сделаем это проверим верно ли утверждение в заголовке статьи. Для этого воспользуемся знакомым нам по курсу физики за 8-й класс школы законом всемирного тяготения.
Подставим в эту формулу сначала массы Солнца и Луны и расстояние между ними, а затем массы Земли и Луни расстояние между ними. Легко убедиться, что сила с которой Солнце действует Луну действительно более чем в 2 раза больше, чем сила, с которой на нее действует Земля!
Почему тогда Луна не улетает от Земли? Неподготовленный человек воспринимает это как противоречие, недобросовестные блоггеры используют этот факт, для «доказательства» того, что закон всемирного тяготения не верен.
Луна должна была бы двигаться от Земли к Луне только в одном случае — если бы Солнце и Земля были незыблемо закреплены на небесной тверди и в системе Земля-Луна-Солнце не было бы никаких иных сил, ускорений и скоростей. Однако Земля точно так же как и Луна вращается вокруг Солнца и сила притяжения Солнца точно так же действует на Землю, как и на Луну.
Это хорошо можно представить в виде простой аналогии. Допустим вы находитесь внутри вагона поезда. Перед вами на столе стоит стакан. И вы, и стакан испытываете примерно одинаковое ускорение со стороны локомотива поезда. При этом тот факт, поезд тащит стакан вперед с огромной силой никоим образом не помешает вам взять этот стакан и сделать из него глоток, хотя ваша сила гораздо меньше. Вас то поезд тащит вперед точно так же! В этой аналогии (хоть и довольно грубой) локомотив поезда — это Солнце, вы — это Земля, а стакан — это Луна.
Достаточно несложно вычислить разницу между гравитационным ускорением, которое Солнце придает Земле и Луне и убедиться, что эта разница ничтожна, по сравнению с гравитационным ускорением, которое Луна испытывает со стороны Земли.
Вообще же Луна в гораздо большей степени вращается вокруг Солнца, чем вокруг Земли. Все что делает земное притяжение это удерживает Луну возле Земли. Если бы вдруг волшебным образом Земля исчезла Луна все равно не улетела бы к Солнцу, а продолжила вращаться вокруг него по той орбите, по которой вращалась Земля, хотя со временем ее орбита подверглась бы изменениям, но на это ушли бы миллионы лет.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
Может ли Луна улететь от Земли?
Когда люди узнают о том, что Луна медленно отдаляется от Земли (примерно на 4 сантиметра в год) у них часто возникает резонный вопрос: может ли Луна через достаточно большое количество времени полностью оторваться от Земли и перестать быть спутником нашей планеты? Давайте разбираться.
В астродинамике есть такое понятие, как вторая космическая скорость или как еще говорят скорость убегания. Это минимальная скорость, которую нужно достичь, чтобы без дополнительного ускорения улететь с небесного тела. Вторая космическая скорость зависит от массы небесного тела и расстояния до его центра. Так к примеру на поверхности Земли вторая космическая скорость равна 11.2 км/с.
Чтобы понять может ли Луна улететь от Земли нужно рассчитать вторую космическую скорость для орбиты Луны и сравнить ее с реальной скоростью Луны. Опуская расчеты сразу скажу, что скорость убегания для орбиты Луны равна примерно 1.44 км/с, при этом орбитальная скорость Луны равна 1.02 км/с. То-есть Луна с ее текущей скоростью не имеет шансов преодолеть гравитацию Земли и улететь в открытый космос.
Почему Луна отдаляется?
Причина кроется в приливном притяжении Луны. Как известно со времен Ньютона сила притяжения между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними. Поэтому сила притяжения Луны действующая на Землю различается в разных частях Земли: больше всего на обращенной к Луне стороне Земли и меньше всего — на противоположной стороне.
На практике это лучше всего проявляется в виде приливов и отливов. Однако поверхность Земли также немного деформируется под влиянием приливных сил Луны. Обращенная к Луне часть Земли немножко вытягивается в сторону Луны (буквально на несколько миллиметров). Эта немного вытянувшаяся в сторону Луны часть Земли в свою очередь действует своей гравитацией на Луну и немного ускоряет ее что и заставляет Луну медленно отдаляться от Земли.
Что будет с Луной дальше?
По мере отдаления Луны от Земли влияние приливных сил Луны на Землю будет становиться все меньше. Как следствие со временем Луна будет отдаляться от Земли каждый год на все меньшее и меньшее расстояние пока наконец примерно через 50 миллиардов лет орбита Луны наконец не стабилизируется и она не прекратит отдаляться от Земли.
Когда это произойдет Луна будет делать полный оборот вокруг Земли за 47 дней (сейчас это занимает 27 дней), а Луна и Земля окажутся в приливном захвате друг друга. На практике это будет означать, что Луна будет всегда находиться над одной и той же стороной Земли.
Впрочем наше Солнце должно превратиться в красного гиганта примерно через 5 миллиардов лет, поэтому скорее всего и Луна, и Земля будут уничтожены Солнцем задолго до того, как орбита Луны вокруг Земли стабилизируется.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник