Закон всемирного тяготения говорит нам о том, что все тела находятся между собой в гравитационном взаимодействии, то есть взаимно притягиваются друг к другу. Причем сила, с которой одно тело притягивает к себе другое, прямо пропорциональна массе этого тела. Если массы тел несопоставимы друг с другом, и одно тело в сотни или тысячи раз тяжелее другого, то более тяжелое тело полностью притянет к себе легкое.
Каждый день мы видим, как какой-нибудь предмет падает на землю. Это планета Земля как физическое тело притягивает к себе вещь, потерявшую опору.
Но ведь Земля и сама находится вблизи от еще более тяжелого небесного тела - Солнца. Масса Солнца в 333 000 больше массы Земли, так почему Земля не падает на Солнце?
Все дело в том, что сила, с которой Земля притягивается к Солнцу, уравновешивается центробежной силой, действующей на Землю при ее движении по окружности вокруг Солнца.
Что такое центробежная сила
Центробежная сила - это сила, которая воздействует на тела при их вращательном движении по окружности. При этом вращающееся тело стремится улететь от центра этой окружности с постоянным ускорением. Центробежное ускорение зависит от скорости вращения тела. Чем выше скорость, тем больше ускорение.
Показательный пример. Возьмем шарик, подвешенный на веревочке. В спокойном состоянии шарик под воздействием гравитационной силы Земли висит на веревке в направлении вертикально вниз. Это на него действует сила притяжения Земли. Полностью упасть на землю ему не дает только сила натяжения нити.
Если шарик раскрутить в горизонтальной плоскости с большой скоростью, на него начнет действовать центробежная сила. Шарик больше не будет висеть вертикально вниз, а станет вращаться в горизонтальной плоскости и как будто удаляться от центра вращения. Можно даже физически ощутить, как вращающийся шарик растягивает веревку. А удерживает шарик около центра вращения все та же сила натяжения нити. Если раскрутить шарик до такой скорости, что центробежная сила станет больше силы натяжения нити, то нить порвется, и шарик улетит по прямой, перпендикулярной радиусу его вращения. Но при этом вращаться дальше он не будет, центробежная сила исчезнет и, пролетев немного, шарик упадет на землю (сами понимаете, почему).
Центробежная сила вращения Земли
Аналогичное взаимодействие наблюдается и при движении Земли вокруг Солнца. Центробежная сила, действующая на Землю при ее вращении, удаляет ее от центра вращения (то есть от Солнца). Но если Земля прекратит вращаться вокруг Солнца и остановится, то Солнце притянет ее к себе.
С другой стороны, сила притяжения Солнца уравновешивает центробежную силу вращения Земли. Солнце притягивает Землю, Земля не может улететь от центра своего вращения и движется по постоянной орбите вокруг Солнца. Но если скорость вращения Земли многократно увеличится, и центробежная сила превысит силу притяжения Солнца, то Земля улетит в открытый космос и какое-то время будет лететь как комета, пока не попадет под притяжение другого тела с еще большей массой.
Земля, как и другие планеты, вращается вокруг Солнца по своей орбите, которая имеет форму эллипса. Хорошо знакомый со школьной программы закон тяготения гласит о взаимном притяжении таких огромных астрономических тел как Солцне и Земля.
Причем тело с меньшей массой двигается в сторону тела с большой массой. Согласно этого закона наша Земля должна упасть на Солнце. Давайте выясним, почему Земля не падает на Солнце , и за счет какой сдерживающей силы этого не происходит!
Сила удерживающая планету Земля от падения на Солнце
Оказывается, что само по себе падение существует, причем постоянно! Да, Земля находится в состоянии постоянного падения в сторону Солнца. И если бы Земля не вращалась вокруг Солнца, — это бы давно уже произошло.
Противодействующей силой, которая препятствует падению является ни что иное, как центробежная сила, которая возникает вследствие движения Земли по своей орбите вокруг Солнца.
И эта сила, как вы уже догадались, всегда равна силе притяжения. То есть скорость 30 км/с, с которой Земля движется по своей орбите, создает силу, которая постоянно отклоняет траекторию полета Земли от перпендикулярно направленного падения в сторону Солнца.
Вдумайтесь как отлажен этот механизм, создающий этот неизменный баланс сил, который существует более чем 5 млрд. лет. В случае если бы скорость была больше, мы бы постоянно отклонялись от Солнца, и в случае уменьшения ровным счетом наоборот.
Расчет гравитационной силы между Землей и Солнцем
Можно ли посчитать эту самую силу притяжения, которая возникает между Землей и Солнцем? Конечно. Для этого достаточно знать их массы, взаимное расстояния друг от друга и постоянную гравитационную константу. Стоит отметить, что расстояния между планетами и Солнцем приводится в справочниках усредненные. На самом деле из-за эллипсообразных форм орбит это расстояние в течении года для каждой планеты разное относительно Солнца.
Все то же эффект заставляет быть на своих орбитах и другие планеты Солнечной системы. Отличие состоит лишь в силах притяжения. Для каждой планета присуще своя орбитальная скорость, которая создает противодействующую центробежную силу равной силе притяжения.
Почему Луна не притянется к Солнцу, ведь её сила притяжения в 2 раза больше??? и получил лучший ответ
Ответ от Дядя Фёдор[гуру]
Что-то вообще бред полный на счёт "удвоенной силой"...
Луна притягивается к Солнцу. И Земля тоже притягивается к Солнцу. Благодаря этому притяжению Земля и Луна движутся по орбите вокруг Солнца, а не улетает по прямолинейной траектории.
Ответ от Николай Горелов
[гуру]
Прежде, чем отвечать на этот вопрос, нужно признать его бредом.
Ответ от Владимир Медведев
[новичек]
Вопрос исходит из того, что есть две данности - Земля и Солнце, а Луна должна выбирать между ними, к чему притянуться.
Если притяжение больше к Земле - вращаться вокруг Земли, если больше к Солнцу - вращаться вокруг Солнца - или даже упасть на него.
Неявное допущение здесь - что сами Земля и Солнце закреплены в неких точках пространства, поскольку они рассматриваются как две разные базы, к одной из которых должна относится Луна. По крайней мере, влияние Земли и Солнца друг на друга не рассматривается.
А на самом-то деле это влияние есть. И как Солнце притягивает Луну, то также сильно, и даже еще сильней, оно притягивает и Землю.
Соответственно, они в тандеме притягиваются и "падают" на Солнце. Но вращение вокруг Солнца системы Земля-Луна позволяет уравновесить центробежную силу и силу притяжения Солнца.
Ответ от Анатолий Низгодинский
[гуру]
Нужно рассматривать не Луну отдельно, а пару Земля - Луна! И приэтом не забывать что они ВРАЩАЮТСЯ вокруг солнца!!!
Ответ от Константин Охотник
[гуру]
Да не ответы надо смотреть, а книжку почитать научную, хотя бы школьный учебник.
Не беспокойтесь, притягивается Луна и Солнцем и Землей! И падает она и на Землю и на Солнце, только никак попасть не может.
А почему Солнце действует на Луну с удвоенной силой?
Ответ от Евгений Юртаев
[эксперт]
тогда почему листья или пыль не кружатся около нас? по логике мы же больше и железо имеем внутри и пыль должна быть нашем спутником 😀
Ответ от Влада Шатрова
[активный]
Земля к луне бриже и притяжения больше, а солнце дальше и сила притяжения уменьшается. Вот и получается что Луна "висит" между Солнцем и Землёй.
Ответ от White Rabbit
[гуру]
Верный ответ у Дяди Фёдора.
ВСЕ тела в гравитационном поле движутся одинаково, в том числе и Луна с Землёй, если рассматривать систему Земля-Луна - то про Солнце можно временно забыть
Это следствие того, что СИЛЫ притяжения собственно и нет (не в два раза больше, а вообще НИКАКОЙ 🙂
Ответ от Данилочкин фёдор
[гуру]
Земля не отпускает. Не забывайте о взаимном притяжении земли и луны.
Ответ от 3 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Почему Луна не притянется к Солнцу, ведь её сила притяжения в 2 раза больше???
Первым шагом в изучении свойств тяготения можно считать открытие Иоганном Кеплером законов движения планет вокруг Солнца.
Кеплер был первым человеком, которому удалось обнаружить, что движение планет вокруг Солнца происходит по эллипсам, т. с. вытянутым окружностям. Он выяснил также закон изменения скорости движения планеты в зависимости от ее положения па орбите и открыл зависимость, связывающую периоды обращения планет с их расстояниями от Солнца.
Однако законы Кеплера, позволяя рассчитывать будущие и прошлые положения планет, еще ничего не говорили о природе тех сил, которые связывают планеты и Солнце в стройную систему и не дают им рассеяться в пространстве. Таким образом, законы Кеплера давали, если можно так выразиться, лишь кинематографическую картину солнечной системы.
Однако вопрос о том, почему планеты движутся, и какая сила управляет этим движением, возник уже тогда. Но получить ответ на него удалось далеко не сразу. В те времена ученые ошибочно полагали, что всякое движение, даже равномерное и прямолинейное, может происходить только под действием силы. Поэтому Кеплер искал в солнечной системе силу, «подталкивающую» планеты и не дающую им остановиться. Решение пришло несколько позже, когда Галилео Галилей открыл закон инерции, согласно которому скорость тела, на которое не действуют никакие силы, остается неизменной или, выражаясь более точным языком: в тех случаях, когда действующие на тело силы равны нулю, ускоренно этого тела также равно нулю. С открытием закона инерции стало очевидно, что в солнечной системе надо искать не силу, «подталкивающую» планеты, а силу, превращающую их прямолинейное движение «по инерции» в криволинейное.
Закон действия этой силы, силы тяготения, был открыт великим английским физиком Исааком Ньютоном в результате изучения движения Луны вокруг Земли. Ньютону удалось установить, что все тела притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Этот закон оказался поистине универсальным законом природы, действующим как в условиях Земли и нашей солнечной системы, так и в мировом пространстве среди космических тел и их систем.
С проявлениями тяготения, гравитации, мы встречаемся буквально на каждом шагу. Падение тел па землю, лунные и солнечные приливы, обращение планет вокруг Солнца, взаимодействие звезд в звездных скоплениях, - все это непосредственно связано с действием сил тяготения. В связи с этим закон тяготения получил наименование «всемирного». Его открытие помогло разобраться в целом ряде явлений, причины которых до этого оставались неизвестными.
Количественная сторона закона тяготения получила многочисленные подтверждения в точных математических расчетах и астрономических наблюдениях. Достаточно вспомнить хотя бы о «теоретическом открытии» Нептуна, восьмой планеты солнечной системы. Эта новая планета была открыта французским математиком Леверье путем математического анализа движения седьмой планеты Урана, испытывавшего «возмущения» со стороны неизвестного тогда небесного тела.
История этого замечательного открытия весьма поучительна. По мере увеличения точности астрономических наблюдений было замечено, что планеты в своем движении вокруг Солнца заметно отклоняются от кеплеровских орбит. На первый взгляд это, казалось, противоречило закону тяготения, свидетельствуя о сто неточности или даже неправильности. Однако далеко не всякое противоречие опровергает теорию.
Бывают такие «исключения», которые в действительности сами являются прямым следствием закона. Они представляют собой одно из его проявлений, до поры до времени ускользающее от нашего внимания и только лишний раз свидетельствующее о его справедливости. На этот счет существует даже крылатое выражение: «Исключение подтверждает правило». Исследование подобных «исключений» продвигает вперед научные знания, позволяет глубже изучить то или иное явление природы.
Именно так произошло и с движением планет. Изучение непонятных отклонений планетных путей от кеплеровских орбит в конце концов, привело к созданию современной «небесной механики» - науки, способной предвычислять движения небесных тел.
Если бы вокруг Солнца двигалась одна единствеииая планета, ее путь в точности совпадал бы с орбитой, вычисленной на основе закона тяготения. Однако в действительности вокруг нашего дневного светила обращаются девять больших планет, взаимодействующих не только с Солнцем, но и друг с другом. Это взаимное притяжение планет и приводит к тем самым отклонениям, о которых говорилось выше. Астрономы называют их «возмущениями».
В начале XIX в. астрономам было известно лишь семь планет, обращающихся вокруг Солнца. Но вот в движении седьмой планеты Урана были обнаружены страшные «возмущения», которые нельзя было, объяснила, притяжением со стороны известных шести планет. Оставалось предположить, что на Уран действует неизвестная «заурановая» планета. Но где она расположена? В какой точке неба ее искать? Ответить на эти вопросы, и взялся французский математик Леверье.
Новую планету, восьмую по счету от Солнца, еще никогда не наблюдал ни один человек. Но, несмотря на это, Леверье не сомневался в том, что она существует. Много долгих дней и ночей провел ученый над своими расчетами. Если раньше астрономические открытия совершались только в обсерваториях, в результате наблюдений звездного неба, то Леверье искал свою планету, не выходя из кабинета. Он ясно видел се за стройными рядами математических формул, и когда по его указаниям Галле действительно обнаружил восьмую планету, названную Нептуном, Леверье, говорят, даже не захотел взглянуть на нее в телескоп.
Родившись, небесная механика быстро завоевала почетное место в космических исследованиях. Она является сегодня одним из самых точных разделов астрономической пауки.
Достаточно упомянуть хотя бы о предвычислении моментов солнечных и лунных затмений. Известно ли вам, например, когда в Москве произойдет ближайшее полное затмение Солнца? Астрономы могут дать совершенно точный ответ. Это затмение начнется около 11 часов 16 октября 2126 г. Небесная механика помогла ученым заглянуть па 167 лет в будущее и точно определить момент, когда Земля, Луна и Солнце займут такое положение друг относительно друга, при котором лунная тень упадет на территорию Москвы. А расчеты движения космических ракет, искусственных небесных тел, созданных руками человека? В их основе опять-таки лежит закон тяготения.
Перемещение любого небесного тела, в конечном счете, полностью определяется действующей на него силой тяготения и той скоростью, которой оно обладает. Можно сказать, что в современном состоянии системы небесных тел однозначно заключено ее будущее. Поэтому основная задача небесной механики и состоит в том, чтобы, зная взаимное расположение и скорости каких-либо небесных тел, рассчитать их будущие перемещения в пространстве. В математическом отношении задача эта весьма сложна. Дело в том, что в любой системе движущихся космических тел происходит постоянное перераспределение масс, а благодаря этому изменяется величина и направление сил, действующих на каждое тело. Поэтому даже для простейшего случая движения трех взаимодействующих тел до сих пор не существуем полного математического решения. Точное решение этой проблемы, известной в «небесной механике» под названием «задачи трех тел», удается получить лишь в определенных случаях, когда имеется возможность ввести известное упрощение. Подобный случай имеет место, в частности, тогда, когда масса одного из трех тел ничтожна по сравнению с массами других.
Но именно так обстоит дело при расчете ракетных орбит, например, в случае полета к Луне. Масса космического корабля настолько мала в сравнении с массами Земли и Лупы, что ее можно не принимать во внимание. Это обстоятельство делает возможным точные расчеты ракетных орбит.
Итак, закон действия сил тяготения нам хорошо известен, и мы с успехом пользуемся им для решения целого ряда практических задач. Но какими природными процессами обусловливается притяжение тел друг к другу?
Гравитация - самая таинственная сила во Вселенной. Ученые до сих пор не знают ее природы. Но именно гравитация удерживает на орбитах планеты Солнечной системы. Не будь силы тяготения, планеты разлетелись бы от Солнца, как бильярдные шары от удара кием.
Гравитация – сила тяготения
Если же смотреть глубже, то станет ясно, что не было бы гравитации, не было бы и самих планет. Сила тяготения - притяжение материи к материи - это та сила, которая собрала вещество в планеты и придала им круглую форму.
Силы тяготения Солнца вполне хватает на то, что бы удерживать девять планет, десятки их спутников и тысячи астероидов и комет. Вся эта компания роем вращается вокруг Солнца, как мотыльки вокруг освещенного балкона. Если бы не было силы тяготения, эти планеты, спутники и кометы полетели бы каждый своим путем по прямой линии. Вместо этого они вращаются вокруг Солнца по своим орбитам, потому что Солнце силой своего притяжения постоянно искривляет их прямолинейную траекторию, притягивая к себе планеты, луны и кометы с астероидами.
Планеты кружатся вокруг светила, подобно тому, как пони, катающие детей, ходят по кругу, привязанные к столбу в центре этого круга. Разница только в способе привязки. Космические тела привязаны к Солнцу невидимыми нитями гравитации. Правда, чем больше расстояние между объектами, тем меньше сила притяжения между ними. Солнце гораздо слабее притягивает планету Плутон, самую дальнюю в Солнечной системе, чем, скажем, Меркурий или Венеру. Сила гравитации уменьшается (или увеличивается) в зависимости от расстояния экспоненциально.
Загрузка...
