почему планеты в космосе не падают вниз? и получил лучший ответ
Ответ от Lerua[гуру]
ПОЧЕМУ ЗЕМЛЯ НЕ ПАДАЕТ НА СОЛНЦЕ?
Действительно, странно: Солнце огромными силами тяготения удерживает около себя Землю и все другие планеты Солнечной системы, не дает им улететь в космическое пространство. Странно, казалось бы, то, что Земля около себя удерживает Луну. Между всеми телами действуют силы тяготения, но не падают планеты на Солнце потому, что находятся в движении, в этом-то и секрет. Все падает вниз, на Землю: и капли дождя, и снежинки, и сорвавшийся с горы камень, и опрокинутая со стола чашка. А Луна? Она вращается вокруг Земли. Если бы не силы тяготения, она улетела бы по касательной к орбите, а если бы она вдруг остановилась, то упала бы на Землю. Луна, вследствие притяжения Земли, отклоняется от прямолинейного пути, все время как бы "падая" на Землю. Движение Луны происходит по некоторой дуге, и пока действует гравитация, Луна на Землю не упадет. Так же и с Землей - если бы она остановилась, то упала бы на Солнце, но этого не произойдет по той же причине. Два вида движения - одно под действием силы тяготения, другое по инерции - складываются и в результате дают криволинейное движение.
Закон всемирного тяготения, удерживающий в равновесии Вселенную, открыл английский ученый Исаак Ньютон. Когда он опубликовал свое открытие, люди говорили, что он сошел с ума.
Закон тяготения определяет не только движение Луны, Земли, но и всех небесных тел в Солнечной системе, а также искусственных спутников, орбитальных станций, межпланетных космических кораблей.
Источник: http://33.newmail.ru/003/17.htm
Ответ от Logos
[гуру]
из за отсутствия силы тяжести.
Ответ от Женя
[гуру]
закон всемирного тяготения))
Ответ от White Rabbit
[гуру]
А КУДА ЭТО - ВНИЗ? В космосе?
Ответ от Rodover
[гуру]
а где низ в космосе?
Ответ от Дима Яковлев
[гуру]
а хрен его знает))))да и на хрен это знать))))
хрень какая то)))))
Ответ от Ѝльвира
[гуру]
потому что в космосе невесомость
Ответ от Timofei zaitcev
[эксперт]
Зачем им падать? на земле предметы падают под воздействием силы тяжести, образуеммой ядром земли, но чем чальше тем тем меньше эта сила. в космосе таких ядер нет, поэтому там нет силы тяготения)
Ответ от Separator
[гуру]
Ну как бы тебе объяснить... Сил тяжести (а точнее - гравитационного взаимодействия) в космосе навалом, но там есть и другие силы - нужно учитывать вращение планет вокруг себя и Солнца, движение всей системы в целом ну и тд и тп. Вкратце - силы находятся в динамическом равновесии. Потому они и не падают.
Ответ от Виктор
[гуру]
Я отвечу сразу как только ты покажешь где низ и объяснишь почему это низ.
Ответ от В и х р ь
[гуру]
А где, по Вашему, в космосе "низ" или "верх"?
В космосе этого понятия нет, есть только 180 круговых градусов направления!
Вопрос НЕКОРРЕКТЕН!
Сформулируйте его поточнее, пожалуйста!
Всего Вам доброго.
Ответ от НАТАЛЬЯ ШАПОШНИК
[активный]
то что у америкосов низ у нас верх не понятно где низ
Ответ от Владимир Адмакин
[активный]
у космоса нет низа
VI районная научная конференция учащихся имени Лобачевского
Реферат
На тему: «Почему Луна не падает на Землю?»
Выполнила:Ученица 9 класса Исенбаевской средней общеобразовательной школы Нагимова Анастасия
Научный руководитель:
Исмагилова Фарида Мансуровна
2008-2009 учебный год
I. Введение.
II. Почему Луна не падает на Землю?
1.Закон всемирного тяготения
2.Можно ли силу, с которой Земля притягивает Луну, назвать весом Луны?
3.Есть ли центробежная сила в системе Земля-Луна, на что она действует?
4.Могут Земля и Луна столкнуться? Их орбиты вокруг Солнца пересекаются, и даже не один раз
III. Заключение
IV.Литература
Введение
Почему я выбрала эту тему? Чему она мне так интересна?
Ведь звездное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять, и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. При этом открылась широчайшая область для исследования Вселенной, где силы тяготения играют решающую роль.
Среди всех сил, которые существуют в природе, сила тяготения отличается, прежде всего, тем, что проявляется повсюду. Все тела обладают массой, которая определяется как отношение силы, приложенной к телу, к ускорению, которое приобретает под действием этой силы тело. Сила притяжения, действующая между любыми двумя телами, зависит от масс обоих тел; она пропорциональна произведению масс рассматриваемых тел. Кроме того, сила тяготения характеризуется тем, что она подчиняется закону обратно-пропорционально квадрату расстояния. Другие силы могут зависеть от расстояния совсем иначе; известно немало таких сил.
Все весомые тела взаимно испытывают тяготение, эта сила обуславливает движение планет вокруг солнца и спутников вокруг планет. Теория гравитации - теория созданная Ньютоном, стояла у колыбели современной науки. Другая теория гравитации, разработанная Эйнштейном, является величайшим достижением теоретической физики 20 века. В течение столетий развития человечества люди наблюдали явление взаимного притяжения тел и измеряли его величину; они пытались поставить это явление себе на службу, превзойти его влияние, и, наконец, уже в самое последнее время рассчитывать его с чрезвычайной точностью во время первых шагов вглубь Вселенной.
Широко известен рассказ о том, что на открытие закона всемирного тяготения Ньютона навело падение яблока с дерева. Насколько достоверен этот рассказ, мы не знаем, но остаётся фактом, что вопрос, который мы собрались сегодня обсудить: «Почему Луна не падает на Землю?» интересовал Ньютона и привёл его к открытию закона тяготения. Ньютон утверждал, что между Землёй и всеми материальными телами существует сила тяготения, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния.
Силы всемирного тяготения иначе называют гравитационными.
Закон всемирного тяготения
Заслуга Ньютона заключается не только в его гениальной догадке о взаимном притяжении тел, но и в том, что он сумел найти закон их взаимодействия, то есть формулу для расчета гравитационной силы между двумя телами.
Закон всемирного тяготения гласит: два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Ньютон рассчитал ускорение, сообщаемое Луне Землёй. Ускорение свободно падающих тел у поверхности Земли равно g=9,8 м/с 2 . Луна отдалена от Земли на расстояние, равное примерно 60 земным радиусам. Следовательно, рассуждал Ньютон, ускорение на этом расстоянии будет:9,8 м/с 2:60 2 =0,0027м/с 2 . Луна, падая с таким ускорением, должна бы приблизится к Земле за первую секунду на 0,0013м. Но Луна, кроме того, движется и по инерции в направлении мгновенной скорости, т.е. по прямой, касательной в данной точке к её орбите вокруг Земли. (рис. 25)
Двигаясь по инерции, Луна должна удалиться от Земли, как показывает расчёт, за одну секунду на 1,3 мм. Разумеется, такого движения, при котором за первую секунду Луна двигалась бы по радиусу к центру Земли, а за вторую секунду- по касательной, в действительности не существует. Оба движения непрерывно складываются. В результате Луна движется по кривой линии, близкой к окружности.
Рассмотрим опыт, из которого видно, как сила притяжения, действующая на тело под прямым углом к направлению его движения, превращает прямолинейное движение в криволинейное. Шарик, скатившись с наклонного желоба, по инерции продолжает двигаться по прямой линии. Если же с боку положить магнит, то под действием силы притяжения к магниту траектория шарика искривляется(рис.26)
Луна обращается вокруг Земли, удерживаемая силой притяжения.
Стальной канат, который мог бы удержать Луну на орбите, должен был бы иметь диаметр около 600 км. Но, несмотря на такую огромную. Силу притяжения, Луна не падает на Землю, потому что, имея начальную скорость, движется по инерции.
Зная расстояние от Земли до Луны и число оборотов Луны вокруг Земли, Ньютон определил центростремительное ускорение Луны.Получилось уже известное нам число: 0,0027м/с 2 .
Прекратись действие силы притяжения Луны к Земле- и Луна по прямой линии умчится в бездну космического пространства. Так в устройстве , показанном на рисунке 27, улетит по касательной шарик если разорвётся нить, удерживающая шарик на окружности. В известном вам приборе на центробежной машине(рис. 28) только связь (нитка) удерживает шарики на круговой орбите.
При разрыве нити шарики разбегаются по касательным. Глазом трудно уловить их прямолинейное движение, когда они лишены связи, но если мы сделаем чертёж(рис. 29), то будет видно, что шарики двигаются прямолинейно, по касательной к окружности.
Используя формулу закона всемирного тяготения, можно определить с какой силой Земля притягивает Луну , где G - гравитационная постоянная, М и m -массы Земли, r - расстояние между ними. Земля притягивает Луну с силой около 2 . 10 20 Н.
Закон всемирного тяготения применим ко всем телам, значит, и Солнце тоже притягивает Луну. Давайте посчитаем с какой силой?
Масса Солнца в 300 000 раз больше массы Земли, но расстояние между Солнцем и Луной больше расстояния между Землёй и Луной в 400 раз. Следовательно, в формуле F = G Mm : r 2 числитель увеличивается 300 000 раз, а знаменатель - в 400 2 , или 160 000 раз. Сила тяготения получится почти в два раза больше.
Но почему же Луна не падает на Солнце?
Луна падает на Солнце так же, как и на Землю, т.е. лишь на столько, чтобы оставаться примерно на одном расстояние, обращаясь вокруг Солнца.
Возникает такой вопрос: Луна не падает на Землю, потому что, имея начальную скорость, движется по инерции. Но по третьему закону Ньютона силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположно направлены. Поэтому, с какой силой Земля притягивает к себе Луну, с такой же силой Луна притягивает Землю. Почему же Земля не падает на Луну? Или она обращается вокруг Луны?
Дело в том, что и Луна, и Земля обращаются вокруг общего центра масс.Вспомните опыт с шариками и центробежной машиной. Масса одного из шариков в два раза больше массы другого. Чтобы шарики, связанные ниткой при вращении оставались в равновесии относительно оси вращения, их расстояния от оси, или центра вращения, должны быть обратно пропорциональны массам. Точка, вокруг которой обращаются эти шарики, называется центром масс двух шариков.
Третий закон Ньютона в опыте с шариками не нарушается: силы, с которыми шарики тянут друг друга к общему центру масс, равны. Общий центр масс Земли и Луны обращается вокруг Солнца..
Можно ли силу, с которой Земли притягивает Луну, назвать весом Луны?
Нет, нельзя! Весом тела мы называем вызванную притяжением Земли силу, с которой тело давит на какую-нибудь опору, чашку весов например, или растягивает пружину динамометра. Если подложить под Луну (со стороны, обращенной к Земле) подставку, то Луна не будет на неё давить. Не будет Луна растягивать и пружину динамометра, если бы мы смогли её подвесить. Всё действие силы притяжения Луны Землёй выражается лишь в удержании Луны на орбите, в сообщении ей центростремительного ускорения. Про Луну можно сказать, что по отношению к Земле она невесома так же,как невесомы предметы в космическом корабле-спутнике, когда прекращается работа двигателя и на корабль действует только сила притяжения к Земле, но эту силу нельзя называть весом. Все предметы, выпускаемые космонавтами из рук (авторучка, блокнот), не падают, а свободно парят внутри кабины. Все тела, находящиеся на Луне, по отношению к Луне, конечно, весомы и упадут на ее поверхность, если не будут чем-нибудь удерживаться, но по отношению к Земле эти тела будут невесомы и упасть на Землю не могут.
Есть ли центробежная сила в системе Земля -- Луна, на что она действует?
В системе Земля -- Луна силы взаимного притяже-ния Земли и Луны равны и противоположно направлены, а именно к центру масс. Обе эти силы центрост-ремительные. Центробежной силы здесь нет.
Расстояние от Земли до Луны равно примерно 384 000 км . От-ношение массы Луны к массе Земли равно 1/81. Следовательно, расстояния от центра масс до центров Луны и Земли будут обратно пропорциональны этим числам. Разделив 384 000 км на 81, получим примерно 4 700 км . Значит, центр масс находится на расстоянии 4 700 км от центра Земли.
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?
Посмотрите вверх, там потолок или небо. Посмотрите вниз, там пол или земля. Мы употребляем слова «верх» и «низ» десятки раз в день, не задумываясь об их значении. Мы говорим: «То, что подбросишь вверх, обязательно упадет вниз». Мяч взлетает к небу и падает после этого вниз. Но вот мы видим в небе множество звезд. Почему они, как мяч, не падают вниз?
Что такое верх и низ
Минуточку! Действительно ли слова «верх» и «низ» обозначают то, что мы им приписываем? Если мы перелетим на Южный полюс, в Антарктиду, то нам отнюдь не придется ходить там вниз головой. Куда бы мы ни попали на Земле, везде сверху будет небо, а под ногами твердая почва.
То, что мы называем «низ», имеет самое непосредственное отношение к силе тяготения (гравитации). Предметы падают по направлению к земле - мы называем это «низ», потому что их притягивает гравитация, находящаяся у нас под ногами. Но если мы удалимся от Земли в космическом корабле, то понятия «верх» и «низ» потеряют свое значение. Во время космического полета существует только огромное пустое пространство между планетами и звездами. Падающие или «летящие» звезды - это на самом деле метеориты, осколки камня или льда, притянутые из космоса к Земле силой ее тяготения
Космос, притяжение, верх и низ
В космосе невозможно определить - где верх, а где низ . Поскольку в космосе действительно нет силы тяжести, то космонавт не в состоянии определить, где верх, а где низ. Космонавт может ходить по потолку корабля или по полу. При этом он не будет ощущать никакой разницы: «верх» и «низ» появляются тогда, когда мы каким – либо образом ориентированы в гравитационном поле, то есть в поле тяготения. Как только гравитация уменьшается или практически исчезает, теряют смысл понятия «верх» и «низ».
Все, однако, меняется во время посадки космического корабля. Начинает проявляться сила земного тяготения. Когда корабль приближается к Земле, космонавт сразу вспоминает, где верх, а где низ. Каждая планета, как и каждая звезда, обладает силой притяжения. Гигантская гравитация - это та сила, которая удерживает на орбите вокруг Солнца девять планет нашей Солнечной системы, включая и Землю.
Так а звезды почему не падают?
Звезды ночного неба - это космические тела, удаленные от нас на триллионы и триллионы километров. Притяжение между ними и Землей пренебрежимо мало. Но если бы когда – нибудь эти звезды приблизились к Земле, то она упала бы на звезды, притянутая их гигантским притяжением, а не наоборот. Так что, увы! Звезды не падают и не упадут на Землю. На Землю падают только метеориты - эти куски скал или льда, которые люди принимали за звезды. Романтично, но неверно.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Загрузка...
