ДЕНЬ РОССИИ
Почему Луна не падает на Землю?
9:00, 4 декабря 2018

Солнце притягивает Луну в два раза сильнее чем Земля. 

Почему же Луна до сих пор не улетела?


Ответ на этот вопрос 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 Луны и 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 блогеры используют этот факт, для "доказательства" того, что Закон Всемирного Тяготения неверен. 



Источник: sciencelearn.org.nz


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. 



Источник: wordpress.com


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.


https://zen.yandex.ru/media/deep_cosmos/solnce-pritiagivaet-lunu-v-dva-raza-silnee-chem-zemlia-pochemu-je-luna-do-sih-por-ne-uletela-5bf816e52524ba00aa55d496


Почему Луна не падает на Землю?


Первым ответ на этот вопрос дал сам первооткрыватель классической механики - сэр Исаак Ньютон. Проведем мысленный эксперимент, который поставил Ньютон для объяснения этого эффекта. 


Представим, что мы стоим на вершине высокой горы и стреляем из пушки, которая умеет выпускать ядра со сколь угодно большой скоростью. Представим, что мы ведем огонь из пушки строго горизонтально поверхности Земли и постепенно увеличиваем скорость вылета ядер. 


Так к примеру после первого выстрела ядро из пушки пролетит 10 километров. После второго - 20 километров. После третьего - 30 километров и так далее. 


Если бы Земля была плоской, то расстояние, пролетаемое ядром, всегда было бы строго пропорционально силе приложенной к ядру, однако когда с увеличением расстояния начинает проявляться эффект загругления земной поверхности - при увеличении силы выстрела дальность выстрела растет быстрее, чем сила! Если запустить снаряд с достаточной начальной скоростью - он никогда не упадет на землю, потому что величина расстояния на которое он будет снижаться будет в точности соответствовать искривлению земной поверхности! 




Т.е. снаряд будет постоянно летать вокруг земли, но никогда не упадет на нее. Земля будет постоянно как бы уходить из под него! Снаряд начнет двигаться по орбите вокруг Земли! 


Скорость с которой необходимо запустить снаряд, чтобы он начал вращаться по орбите вокруг Земли не падая на нее называется первой космической скоростью. Вблизи земной поверхности эта скорость составляет 7.91 км/с. 


Теперь вернемся к Луне. Луна не падает на Землю именно по той же причине, по которой снаряд, запущенный со скоростью 7.91 км/с огибает Землю по орбите не падая на нее. Точнее правильно будет сказать, что Луна постоянно падает в направлении Земли, но из-за искривления земной поверхности постоянно промахивается мимо Земли! 


https://zen.yandex.ru/media/deep_cosmos/pochemu-luna-ne-padaet-na-zemliu-5ba96eae084b4700a9cc2f82

Комментарии