В статье рассказывается о том, почему Луна не падает на Землю, причины движения ее вокруг Земли и некоторые другие аспекты небесной механики нашей Солнечной системы.
Естественный спутник нашей планеты всегда привлекал к себе внимание. В древние времена Луна была предметом культа некоторых религий, а с изобретением примитивных телескопов первые астрономы не могли оторваться от созерцания величественных кратеров.
Чуть позже, с открытием в других областях астрономии, стало ясно, что подобный небесный спутник есть не только у нашей планеты, но и у ряда других. А у Юпитера, их целых 67 штук! Но наш лидирует по размеру во всей системе. Но почему Луна не падает на Землю? С чем связано ее движение по одной и той же орбите? Об этом мы и поговорим.
Для начала, нужно разобраться с тем, что такое движение по орбите и почему оно происходит. Согласное определению, которым пользуются физики и астрономы, орбита — это движение в гравитационном поле другого, значительно превосходящего по массе, объекта. Долгое время считалось, что орбиты планет и спутников имеют круговую форму как самую естественную и совершенную, но Кеплер после безуспешных попыток применить эту теорию на движение Марса, отверг ее.
Как известно из курса физики, любые два объекта испытывают взаимные силы притяжения, так называемую гравитацию. Те же самые силы влияют на нашу планету и Луну. Но если они притягиваются, то почему Луна не падает на Землю, как было бы логичней всего?
Все дело в том, что и Земля не стоит на месте, а движется вокруг Солнца по эллипсу, как бы постоянно «убегая» от своего спутника. А тот, в свою очередь, имеют инерционную скорость, из-за чего путешествует по опять-таки эллиптической орбите.
Наиболее простой пример, который может объяснить данное явление, это мячик на веревке. Если раскрутить его, то центробежная сила будет удерживать объект в той или иной плоскости, а если сбавить обороты, то ее будет недостаточно и мячик упадет. Такие же силы воздействуют и на Луну. Гравитация Земли увлекает ее за собой, не давая стоять на месте, а центробежная сила, развитая в результате вращения, удерживает, не давая приблизиться на критическое расстояние.
Если на вопрос о том, почему Луна не падает на Землю, привести еще более простое объяснение, то причина этому — равное взаимодействие сил. Наша планета притягивает спутник, заставляя вращаться, а центробежная сила как бы отталкивает.
Подобные законы действуют не только на нашу планету и спутник, им подчиняются и все остальные космические объекты. Вообще, гравитация — очень интересная тема. Движение планет вокруг центра масс часто сравнивают с часовым механизмом, настолько оно точное и выверенное. И главное, нарушить его крайне сложно. Даже если убрать из нее несколько планет, то остальные с очень большой вероятностью, перестроятся на новые орбиты, и коллапса с падением на центральную звезду не произойдет.
Но если наше светило оказывает такое колоссальное гравитационное воздействие даже на самые удаленные объекты, то почему Луна не падает на Солнце? Конечно, звезда находится на гораздо более далеком расстоянии, чем Земля, но и масса его, а значит и гравитация, на порядок выше.
Все дело в том, что небесное тело и его спутник двигаются также по орбите вокруг Солнца, и последнее воздействует не по отдельности на Луну и Землю, а на их общий центр масс. И на Луну оказывается двойное влияние гравитации, — звезды и планеты, а вслед за ним и центробежной силы, которая уравновешивает их. А иначе все спутники и прочие объекты давно бы сгорели в жарком светиле. Именно таков ответ на частый вопрос о том, почему Луна не падает.
Еще стоит упомянуть такой факт, что Солнце также движется! А вместе с ним, и вся наша система, хотя мы и привыкли считать, что космическое пространство стабильное и неизменное, за исключением орбит планет.
Если смотреть более глобально, в рамках систем и целых их скоплений, то можно увидеть, что они также перемещаются по своим траекториям. В данном случае Солнце со своими «спутниками» вращается вокруг центра галактики Млечный путь. Если условно представить эту картину сверху, то выглядит она как спираль со множеством ответвлений, которые называются галактические рукава. В одном из таких рукавов вместе с миллионами других звезд, движется и наше Солнце.
Но все же, если задаться таким вопросом и пофантазировать? Какие нужны условия, при которых Луна врежется в Землю или отправится в путешествие к Солнцу?
Произойти это может, если спутник перестанет вращаться вокруг главного объекта и пропадает центробежная сила, также если его орбиту что-то сильно изменит и добавит скорости, к примеру, столкновение с метеоритом.
Ну а к звезде она отправится, если целенаправленно каким-то образом остановить ее движение вокруг Земли и придать начальное ускорение к светилу. Но вероятнее всего, Луна просто постепенно встанет на новую искривленную орбиту.
Подведем итоги: Луна не падает на Землю, потому что, помимо притяжения нашей планеты, на нее воздействует и центробежная сила, которая ее как бы отталкивает. В результате два этих явления уравновешивают друг друга, спутник не улетает и не врезается в планету.
fb.ru
Этот вопрос интересовал людей еще тысячи лет назад. Они думали, что наша планета стоит неподвижно, и искали для нее какую-нибудь опору. Возникали самые разные представления об этой «земной опоре».
В Древней Индии считали, что Землю держат четыре огромных слона. Слоны будто бы стоят на огромной черепахе. А черепаха плывет по морю. Но на что опирается море? А вот об этом «даже и спрашивать нельзя» было.
В Древней Руси слонов и гигантских черепах не знали, но знали об огромных китах. Эти киты плавали в северных морях и были намного крупнее слонов. Поэтому на Руси верили, что Земля «стоит на трех китах». Но вот на что опираются сами киты?
Самое правильное представление о Земле, как планете, имели древние евреи. Около трех с половиной тысяч лет назад в Библии было записано: «Он [Бог] распростер север над пустотою, повесил землю ни на чем» (Иов 26:7). Еврейские писания рисуют образ Земли «висящей ни на чем», «в пустоте».
Сегодня человечеству известно, что Земля летит в космическом пространстве с огромной скоростью: около 30 км/сек. Это более 100 тысяч км/час, то есть в сто раз быстрее самолета. Имея такую скорость наша планета, разумеется, не нуждается в какой-либо опоре. Разве опирается на что-нибудь мяч, летящий в воздухе?
Подобно Земле, все планеты Солнечной системы движутся в пространстве на огромных скоростях. Например, Меркурий летит со скоростью около 49 км/сек, а Плутон – в двенадцать раз медленнее, но тоже очень быстро – 4,08 км/сек, или почти 15 тысяч км/час.
Поэтому возникает другой вопрос. Почему Земля и другие планеты не разлетаются в мировое пространство, а кружат вокруг Солнца? Что заставляет их кружить по своим орбитам, не нарушая порядок?
Все дело в том, что Солнце как гигантский магнит притягивает все планеты Солнечной системы к себе. От самого ближнего к нему Меркурия, до самого далекого Плутона, все планеты летят вокруг Солнца, удерживаемые невидимой притягивающей силой. Эта сила называется гравитацией.
Гравитация является разновидностью взаимодействия между всеми материальными телами во Вселенной. Гравитация действует на любых расстояниях и на любые объекты или виды энергии. Чем массивнее объект, тем большее гравитационное поле он может создать.
Именно гравитация собирает планеты вокруг Солнца. Во Вселенной существуют и другие звезды имеющие свои планетные системы. Отдельные звезды, притягивая друг друга, собраны в галактики. Галактики, в свою очередь организованны в скопления галактик, которые удерживаются вместе гравитационным полем.
Как видно, гравитации подвластно все в материальной Вселенной. На сегодняшний день не обнаружено ни одного вида материи или энергии, который не имел бы к гравитации отношения, мог бы ее игнорировать.
Насколько сильна гравитация? Если сказать простыми словами, то закон всемирного тяготения гласит, что тем тяжелее предметы и чем ближе они друг к другу, тем сильнее они притягивают друг друга. Наша планета имеет примерную массу 6 септиллионов килограммов. Обычно это записывается 6·1024 кг. Луна в 81 раз легче Земли, ее вес – примерно 73 секстиллиона килограммов (7,3·1022 кг). Среднее расстояние от Земли до Луны примерно 384 000 км.
Эти огромные массы создают могучие силы взаимного притяжения. Сила притяжения измеряется в ньютонах, и высчитывается умножением масс тел, разделенных на квадрат расстояния между ними. Между Землей и Луной действует сила взаимного притяжения, которая равна 190 000 000 000 000 000 000 (190 квинтиллионов) ньютонов.
Для удобства восприятия переведем ньютоны в знакомые всем килограммы. В инженерных расчетах, не требующих сверхвысокой точности, 1 кг приравнивается к 9,8 ньютонов. Именно с такой силой груз весом 1 кг давит на опору.
190 квинтиллионов ньютонов делим на 9,8 и получаем силу притяжения в килограммах. В цифрах, округленно, это выглядит как 20 000 000 000 000 000 000 (20 квинтиллионов) килограммов.
Давайте еще немного посчитаемДавайте посчитаем, каким тросом пришлось бы «привязывать» Луну к нашей планете, если бы не было гравитации? Так будет легче себе представить масштабы силы, с которой Земля притягивает к себе свой естественный спутник.
Проволока из высокопрочной стали толщиной в 1 кв. мм может выдержать груз в 200 кг. Значит, трос толщиной 1 кв. метр (1 000 000 кв. мм) может выдержать 200 миллионов килограммов. Сколько же таких тросов понадобится, чтобы удержать Луну?
Считаем дальше. 20 000 000 000 000 000 000 кг (сила притяжения Земли) делим на 200 000 000 кг (столько может выдержать трос толщиной 1 кв. метр) и получаем 100 000 000 000 тросов. Если соединить все тросы вместе, то получится уже не канат, а стальной столб площадью 100 000 000 000 кв. метров. Для удобства и наглядности 100 000 000 000 кв. метров переведем в кв. километры. Получается 100 000 кв. км.
Такой канат, а точнее стальной столб был бы равен по площади Южной Корее (98 500 кв. км), или площади Грузии (69 700 кв. км) и Армении (29 800 кв. км) вместе взятых.
Такой стальной трос, конечно, трудно себе вообразить. Еще один пример: на всей Земле не найдется столько тросов, веревок, канатов и прочих приспособлений, чтобы привязать Луну также надежно, как сила всемирного притяжения. Настолько внушительны силы, действующие между планетами.
Без гравитации жизнь невозможнаСила гравитации невидима, но жизненно важна для нас. Без гравитации некоторые процессы в живых организмах были бы просто невозможны. Даже воздух, которым мы дышим, зависит от наличия гравитации. Если бы Земля не притягивала к себе воздух, он улетел бы в мировое пространство, растворился бы в космосе. Вот такая она – гравитация.
www.calculator888.ru
ЛунаВ каждый данный момент времени Луна находится не ближе 361 000 и не дальше 403 000 километров от Земли. Расстояние от Луны до Земли меняется, потому что Луна вращается вокруг Земли не по окружности, а по эллипсу. Кроме того, Луна мало – помалу удаляется от Земли в среднем на 5 сантиметров в год. Люди уже много столетий наблюдают понемногу уменьшающуюся Луну. Может наступить такой день, когда Луна оторвется от Земли и улетит в космос, став самостоятельным небесным телом. Но этого может и не случиться. Баланс гравитационных сил крепко держит Луну на околоземной орбите.
Интересный факт: Луна ежегодно удаляется от Земли приблизительно на 5 сантиметров.
Любое движущееся тело хочет по инерции продолжить свой путь по прямой линии. Движущееся по окружности тело стремится сорваться с круга и полететь по касательной к нему. Это стремление оторваться от оси вращения называется центробежной силой. Вы ощущаете центробежную силу в детском парке, катаясь на скоростных качелях, или при езде на автомобиле, когда он круто сворачивает и вас прижимает к дверце.
Слово «центробежный» означает «бегущий от центра». Луна тоже стремится последовать этой силе, но ее удерживает на орбите сила земного тяготения. Луна остается на орбите, потому что центробежная сила уравновешена силой земной гравитации. Чем ближе к планете находится ее спутник, тем быстрее он вращается вокруг нее.
В чем причина? Любой движущийся предмет обладает моментом количества движения. Момент вращающегося тела зависит от массы, скорости и расстояния от оси вращения. Момент можно вычислить, перемножив между собой эти три величины. Ученые выяснили, что момент вращения данного тела не изменяется. Поэтому при приближении предмета к оси вращения, он в силу закона сохранения момента, будет вращаться быстрее, так как массу в этом уравнении нельзя изменить произвольно.
Этот закон, называемый законом сохранения момента вращения. Луна совершает один оборот вокруг Земли примерно за 27 дней. Но 2,8 миллиарда лет назад более близкая к нам Луна обращалась вокруг Земли за 17 суток. По мнению Кларка Чепмена, астронома из Планетарного научного института в Таксоне, штат Аризона, когда-то Луна была еще ближе. В момент образования Лунный Земли 4,6 миллиарда лет назад, период обращения Луны составлял всего 7 суток. Если бы тогда кто – нибудь мог видеть Луну, он был бы поражен огромными размерами восходящей кроваво – красной Луны.
Как это ни удивительно, приливы океанов — это та самая сила, которая отталкивает Луну от Земли. Происходит это так. Сила тяготения Луны действует на воды земных океанов, притягивая их. Но и Земля не стоит на месте — она вращается вокруг своей оси. Когда воды океана вспучиваются, устремляясь к Луне, Земля своим вращением как бы отрывает эту массу воды от нее.
Сила гравитации океанической воды при этом притягивает Луну, но не прямо на себя, а слегка вперед, по ходу вращения земного шара. Поэтому Луна получает импульс, направленный не строго по радиусу своей орбиты, а по касательной к ней. Это явление удлиняет орбиту Луны. По мере незаметного (месяц за месяцем) удлинения лунной орбиты Луна мало – помалу удаляется от Земли. Процесс очень медленный и незаметный для глаза, но он длится миллионы лет и суммарный результат весьма ощутим.
Наверное, когда – нибудь Луна на столько далеко окажется от Земли, что сила земной гравитации ослабнет, и Луна сможет отправиться в самостоятельный полет вокруг Солнца. Однако ученые считают, что такое одиночество Луне вряд ли угрожает. Ведь приливы действуют и на Землю тоже. Перемещения масс океанической воды замедляет вращение Земли, поэтому за 100 лет день увеличивается примерно на полминуты. (Миллиарды лет назад день продолжался не более шести часов.)
Возможно, миллиарды лет назад Луна вращалась вокруг Земли всего за 7 дней.
В будущем, через миллионы лет, продолжительность дня и время одного оборота Луны вокруг Земли по прежнему будут равны, но уже намного превысят двадцать четыре часа. Когда Луна удалится от Земли на достаточное расстояние, их вращения будут более синхронными и приливы океанов окажутся точно под Луной. Вот тогда гравитация воды станет оказывать притягивающее действие на Луну, и она перестанет удаляться от Земли. Процесс пойдет в обратную сторону, когда области приливов окажутся позади Луны. Орбита Луны начнет укорачиваться, и она будет постепенно приближаться к Земле. Может быть наступит такое время, когда на небосводе снова появится огромная Луна.
Рейтинг: 4.6/5. Из 30 голосов.
Please wait...
www.voprosy-kak-i-pochemu.ru
Здесь я решил сделать подборку ответов на самые каверзные вопросы о Луне. Пишите новые вопросы и свои ответы в комментариях внизу странички!
1. Почему Луна не падает на Землю?
По той же причине по которой все планеты не падают на Солнце - центробежная сила, возникающая при движении Луны вокруг Земли, компенсирует силу гравитации между Землей и Луной. Но если Луну остановить относительно Земли - она упадет.
2. Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее чем Земля. Почему же Луна не улетает от Земли к Солнцу?
Это происходит потому, что Луна и Земля двигаются вместе по орбите вокруг Солнца и центробежная сила возникающая при движении Луны вокруг Солнца компенсирует силу гравитации Солнца. Если к примеру убрать Землю, Луна будет вращаться вокруг Солнца практически по той же орбите по которой она вращается вместе с Землей вокруг Солнца.
3. Луна удаляется от Земли ежегодно примерно на 4см. Возможно это связано с тем, что Солнце притягивает Луну сильнее чем Земля?
Не совсем так. Удаление Луны от Земли - следствие приливного ускорения. Смысл явления следующий. Земля вращается вокруг своей оси с периодом сутки, тогда как Луна вращается вокруг Земли с периодом 27,3 суток. В результате гравитационное поле Земли подталкивает Луну (отдельные детали быстро вращающейся Земли увлекают за собой медленно летящую Луну), то есть отдает свою энергию движению Луны вокруг Земли. Эта энергия ускоряет Луну, а значит поднимает ее орбиту.
4. И что, Луна потом совсем улетит от Земли?
Далеко не улетит :) Отбирая энергию вращения Земли на подъем своей орбиты, Луна тормозит вращение Земли. Из-за этого Земля замедляет вращение вокруг своей оси и геостационарная орбита (то есть та орбита, на которой скорость полета спутника над планетой равна скорости вращения планеты) Земли поднимается. В конце концов Луна окажется на геостационарной орбите и наступит явление полной синхронизации при котором Луна и Земля будут смотреть друг-на-друга только одной стороной. Это устойчивое состояние и оно будет продолжаться миллиарды лет. И лишь в очень отдаленном будущем влияние нашего Солнца (или какого-то другого объекта) может затормозить взаимное вращение пары Луна-Земля и Луна упадет на Землю.
5. Американцы были на Луне или нет?
Были. Космический аппарат LRO сделал снимки мест посадки со следами астронавтов.
6. Почему же они снова не летят? Или наши? или китайцы?
Потому что это чрезвычайно дорого, да и опасно для космонавтов. Проще и безопаснее отправлять туда беспилотные космические аппараты. В 60-70е годы холодная война между сверхдержавами СССР и США вылилась в космическую гонку, денег и ресурсов на которую не жалели. После того как американские план по высадке на Луну был выполнен, СССР отказался от продолжения своей программы, а немного спустя ее свернули и США.
7. Почему Луна у горизонта красная? Что такое кровавая Луна?
У горизонта Луна краснеет тк там ее свет проходит через более плотные и толстые слои нашей атмосферы. А в них много микро-пылинок на которых происходит поглощение и рассеяние коротковолновой, голубой части спектра. Красная, как более длинноволновая, лучше проходит через эту среду, поскольку меньше взаимодействует с пылинками.
Кровавая Луна - неофициальный термин, описывающий покраснение Луны при лунном затмении. Дело в том, что в полном затмении Луна все-таки слегка подсвечивается солнечным светом, прошедшим через земную атмосферу и слегка преломившимся в ней вследствие рефракции. А поскольку сильнее преломляют свет более плотные слои атмосферы, то как вы уже знаете, они и будут придавать Луне красноватый оттенок убирая из света голубую составляющую и оставляя красную
8. А суперлуние?
Суперлуние - еще одно новомодное словечко, означающее совпадение полнолуния с перигеем. В этот момент Луна на несколько процентов увеличивает свой размер, что в сочетании с полнолунием особо радует глаз всех романтически настроенных людей :)
9. Зачем волки на Луну воют?
Они, как ночные хищники, используют ее в качестве ориентира. Соответственно, воем приветствуют появление столь важного для них светила :)
10. Говорят, Луна полая внутри?
Есть известное выражение "природа не терпит пустоты". Какие-либо полые планеты нам неизвестны. Плюс внутреннее строение Луны изучено сейсмографами, обширных пустот там не обнаружено. А даже если бы они и образовались, то ненадолго, поскольку гравитационное воздействие Земли вызывает в Луне периодические потрясения, которые эти самые полости постепенно обвалили бы. Причем чем крупнее полость тем быстрее она обвалится. Единственное что там нашли - остатки от лавовых трубок когда-то действоваших вулканов, своеобразные гроты-пещеры. Местами у них обвалился потолок, поэтому их хорошо видно на детальных снимках со спутников.
Назаров Сергей
www.astrotourist.info
Практически каждый человек хотя бы раз за свою жизнь думал о том, что будет, если исчезнет Луна и как она действует на земную жизнь. Ученые еще не доказали и половины того, что в народе считается истиной. Но в некоторых моментах все сходятся единогласно. Больше всего спутник Земли влияет на ее обитателей в момент полнолуния.
Многие слышали, что большинство детей рождается именно в период, когда луна полная. Кроме того, по некоторым данным, именно в это время совершается больше всего преступлений, чем обычно. Но серьезных исследований и подведения статистики на этот счет не проводилось. Хотя подсчитать влияние спутника на эти факторы все же пытались. Например, с 1985 по 1990 годы во Франции подвели статистику появления младенцев на свет. По результатам выходит, что в период полнолуния прирост малышей составляет всего 0,14 процентов, а это очень мало для доказательства каких-либо теорий.
Также вопросом о рождаемости, когда на небе полная Луна, задались и американцы. Подсчет проводили в Северной Каролине с 1997 до 2001 года. Но результаты были примерно такими же, как и во Франции.
Подтвердить научно влияние спутника удалось лишь в отношении приливов, а также отливов воды на Земле. Уровень океана и других водоемов напрямую зависит от расположения Солнца и Луны. Это связано с тем, что гравитация небесных тел воздействует на влагу, поднимая ее. Но если в океане это заметно невооруженным взглядом, то в небольших озерах приливы, отливы не так заметны.
Ученые смогли зафиксировать, что в зависимости от фазы Луны некоторые животные начинают вести себя по-особенному. Так, например, совы более активно охотятся именно в период полнолуния. Существует гипотеза, что это связано с уровнем света.
Луна как таковая не светится сама, она лишь отражает свет Солнце, и на Земле появляется слабый свет. Его вполне достаточно для того, чтобы ночные птицы лучше видели местность. Поэтому ученые считают, что свет Луны дает преимущество совам в охоте.
Есть также гипотеза о том, какое влияние оказывает на Землю Луна. Она гласит, что благодаря нашему спутнику, планета более стабильна. С учетом размеров планеты, этот спутник достаточно большой. Диаметр Земли составляет 12742 километра, а Луны – 3474 километра. Ученые считают, что это космическая редкость, ведь подобный спутник, кроме Земли, есть только у Плутона. И, по их мнению, именно благодаря Луне у нашей планеты такая ось наклона и есть времена года.
Некоторые ученые, отвечая на вопрос о том, что будет, если исчезнет Луна, говорят, что за пару миллионов лет вращение планеты изменится. Из-за этого может измениться и климат, он станет менее благоприятным для развития жизни. Считается, что Луна повлияла также на количество часов в земных сутках. Например, 400 миллионов лет назад Земля делала оборот за 22 часа.
Научные деятели не говорят ничего определенного на тему того, существовала бы наша Земля такой, как сейчас, не будь у нее спутника. Они придерживаются теории, что наша планета уникальна. То есть многие обстоятельства привели к появлению жизни на Земле. Недостаточно только воды или атмосферы для ее зарождения.
На нашей планете все это произошло одновременно, включая стабильный климат и стабилизацию наклона оси с помощью спутника. То есть ученые не могут опеределить, была бы жизнь без Луны или нет. И неизвестно, переоцениваем мы приливы, отливы или, наоборот, не понимаем их масштабного влияния на благополучие Земли.
По мнению ученых, как только человек побывал на Луне, загадка о ее возникновении должна была тут же решиться. Но на деле вышло совсем наоборот. Ученые умы до сих пор не могут дать точного ответа на вопрос о том, как именно появился наш спутник. Более того, сейчас существует целых пять теорий его возникновения.
Самой правдоподобной из них является столкновение. Примерно 4,4 миллиарда лет назад Земля пережила столкновение с другим космическим телом. Его назвали Тейей. И когда эта планета, которая теоретически находилась близко с Землей, набрала достаточный вес, они столкнулись. Это повлекло за собой практически выворачивание Земли наизнанку, а оттуда отделился кусок плазмы и постепенно превратился в Луну. И именно благодаря спутнику появившаяся на Земле вода медленно разливалась по планете. Поэтому в данном случае, на вопрос о том, что будет, если исчезнет Луна, ответ достаточно негативный. Эта теория предполагает, что на Земле возникла бы засуха и она не стала бы такой плодородной и жизнеспособной, каковой она является сейчас.
Современная российская наука больше склоняется к другой теории, что Луна – это частички пылевого облака, которые молодая Земля не притянула к себе. Поскольку состав спутника очень похож на земной, эту теорию пока не смогли опровергнуть.
А вот по мнению сына Дарвина Джорджа, Луна – это оторвавшийся кусок Земли из-за ее быстрого вращения в былые времена. Он оторвался в районе экватора, где сейчас находится бассейн Тихого океана. Но дело в том, что, когда появилась Луна, бассейн еще не сформировался, да и вращение Земли было медленнее, чем нужно для отслоения материи. Потому эта гипотеза была опровергнута.
Существует еще две теории о появлении Луны. Первая предполагает, что она была отдельной планетой, но со временем Земля притянула ее к себе. Но это не объясняет схожесть состава Луны с мантией Земли. А вот вторая теория это объясняет, но тоже маловероятна. Она появилась в 1970 годы в Америке. Ученые предположили, что Земля испарялась из-за сильного нагрева, и из веществ, выброшенных в космос, и сформировалась Луна. Но нет никаких доказательств, что наша планета когда-либо нагревалась до таких высоких температур.
Никто из ученых не может точно сказать, что будет, если исчезнет Луна. Конечно, ее могут взорвать, она может отдалиться от планеты и вообще может произойти что угодно. Единственное, что известно наверняка – климат на планете изменится, и условия существования могут стать хуже. Но прежде чем это произойдет, должно пройти очень много времени. Поэтому мы вряд ли узнаем ответ на этот вопрос. Так что переживать в целом нечего, разве что военные решат испытать бомбу на нашем спутнике.
fb.ru
Выполнил: Ученик 9 Кл,
Феклистов Андрей.
Проверил:
Михайлова Е.А.
С. Солодники 2006
Содержание:
1. Введение
2. Закон всемирного тяготения
3. Можно ли силу, с которой Земля притягивает Луну, назвать весом Луны?
4. Есть ли центробежная сила в системе Земля-Луна, на что она действует?
5. Вокруг чего обращается Луна?
6. Могут Земля и Луна столкнуться? Их орбиты вокруг Солнца пересекаются, и даже не один раз
7. Заключение
8. Литература
Введение
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 падения яблока с дерева. Насколько достоверен этот рассказ, не знаем, но остается фактом, что вопрос: «почему луна не падает на землю?», интересовал Ньютона и привел его к открытию закона всемирного тяготения. 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 Землей. Ускорение свободно падающих тел у поверхности земли равно 9,8 м/с2. Луна удалена от Земли на расстояние, равное примерно 60 земным радиусам. Следовательно, рассуждал Ньютон, ускорение на этом расстояние будет: . Луна, падая с таким ускорением, должна бы приблизиться к Земле за первую секунду на 0,27/2=0,13 см
Но Луна, кроме того, движется и по инерции в направлении мгновенной скорости, т.е. по прямой, касательной в данной точке к ее орбите вокруг Земли (рис. 1). Двигаясь по инерции, Луна должна удалиться от Земли, как показывает расчет, 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, мы не наблюдаем. Оба движения непрерывно складываются. Луна движется по кривой линии, близкой к окружности.
Рассмотрим опыт, из которого видно, как сила притяжения, действующая на тело под прямым углом к направлению движения по инерции, превращает прямолинейное движение в криволинейное (рис. 2). Шарик, скатившись с наклонного желоба, по инерции продолжает двигаться по прямой линии. Если же сбоку положить магнит, то под действием силы притяжения к магниту траектория шарика искривляется.
Как ни стараться, нельзя бросить пробковый шарик так, чтобы он описывал в воздухе окружности, но, привязав к нему нитку, можно заставить шарик вращаться по окружности вокруг руки. Опыт (рис. 3): грузик, подвешенный к нитке, проходящей через стеклянную трубочку, натягивает нить. Сила натяжения нити вызывает центростремительное ускорение, которое характеризует изменение линейной скорости по направлению.
Луна обращается вокруг Земли, удерживаемая силой притяжения. Стальной канат, который заменил бы эту силу, должен иметь диаметр около 600 км. Но, несмотря на такую огромную силу притяжения, Луна не падает на Землю, потому что имеет начальную скорость и, кроме того, движется по инерции.
Зная расстояние от Земли до Луны и число оборотов Луны вокруг Земли, Ньютон определил величину центростремительного ускорения Луны.
Получилось то же число — 0,0027 м/с2
Прекратись действие силы притяжения Луны к Земле — и она по прямой линии умчится в бездну космического пространства. Улетит по касательной шарик (рис. 3), если разорвется нить, удерживающая шарик при вращении по окружности. В приборе на рис.4, на центробежной машине 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 такой чертеж (рис. 5), то из него следует, что шарики будут двигаться прямолинейно, по касательной к окружности.
Прекратись движение по инерции — и Луна упала бы на Землю. Падение продолжалось бы четверо суток девятнадцать часов пятьдесят четыре минуты пятьдесят семь секунд — так рассчитал Ньютон.
Используя формулу закона всемирного тяготения, можно определить с какой силой Земля притягивает Луну: где G -гравитационная постоянная, т1 и m2 — массы Земли и Луны, r — расстояние между ними. Подставив в формулу конкретные данные, получим значение силы, с которой Земля притягивает Луну и она равна приблизительно 2 • 1017 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 Землей и Луной в 400 раз. Следовательно, в формуле числитель увеличится в 300 000 раз, а знаменатель — в 4002, 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 настолько, чтобы оставаться примерно на одном расстоянии, обращаясь вокруг Солнца.
Вокруг Солнца обращается Земля вместе со своим спутником — Луной, значит, и Луна обращается 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 величине 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 тоже обращается вокруг Луны?
Дело в том, что и Луна, и Земля обращаются вокруг общего центра масс, или, упрощая, можно сказать, вокруг общего центра тяжести. 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, или центр, вокруг которого 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. В системе Земля — Луна общий центр масс обращается вокруг Солнца.
Можно ли силу, с которой Земля 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 на нее не будет давить. Не будет Луна растягивать и пружину динамометра, если бы смогли ее подвесить. Все действие силы притяжения Луны Землей 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 притяжения Земли и Луны равны и противоположно направлены, а именно к центру масс. Обе эти силы центростремительные. Центробежной силы здесь нет.
Расстояние от Земли до Луны равно примерно 384 000 км. Отношение 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.
Радиус Земли равен Около 6400 км. Следовательно, центр масс системы Земля — Луна лежит внутри земного шара. Поэтому, если не гнаться за точностью, можно говорить об обращении Луны вокруг Земли.
Легче улететь с Земли на Луну или с Луны на Землю, т.к. известно, для того чтобы ракета стала искусственным спутником Земли, ей надо сообщить начальную скорость ≈ 8 км/сек. Чтобы ракета вышла из сферы притяжения Земли, нужна так называемая вторая космическая скорость, равная 11,2 км/сек. Для запуска ракет с Луны нужна меньшая скорость т.к. сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле.
Тела внутри ракеты становятся невесомыми с того момента, когда прекращают работу двигатели и ракета будет свободно лететь по орбите вокруг Земли, находясь при этом в поле тяготения Земли. При свободном полете вокруг Земли и спутник, и все предметы в нем относительно центра массы Земли движутся с одинаковым центростремительным ускорением и потому невесомы.
Как двигались не связанные ниткой шарики на центробежной машине: по радиусу или по касательной к окружности? Ответ зависит от выбора системы отсчета, т. е. относительно какого тела отсчета мы будем рассматривать движение шариков. Если за систему отсчета принять поверхность стола, то шарики двигались по касательным к описываемым ими окружностям. Если же принять за систему отсчета сам вращающийся прибор, то шарики двигались по радиусу. Без указания системы отсчета вопрос о движении вообще не имеет смысла. Двигаться — значит перемещаться относительно других тел, и мы должны обязательно указать, относительно каких именно.
Вокруг чего обращается Луна?
Если рассматривать движение относительно Земли, то Луна обращается вокруг Земли. Если же за тело отсчета принять Солнце, то - вокруг Солнца.
Могут Земля и Луна столкнуться? Их орбиты вокруг Солнца пересекаются, и даже не один раз.
Конечно, нет. Столкновение возможно только в том случае, если бы орбита Луны относительно Земли пересекала Землю. При положении же Земли или Луны в пункте пересечения показанных орбит (относительно Солнца) расстояние между Землей и Луной в среднем равно 380 000 км. Чтобы лучше в этом разобраться, давайте начертим следующею. Орбиту Земли изобразил в виде дуги окружности радиусом 15см (расстояние от Земли до Солнца, как известно, равно 150 000 000 км). На дуге, равной части окружности (месячный путь Земли), отметил на равных расстояниях пять точек, считая и крайние. Эти точки будут центрами лунных орбит относительно Земли в последовательные четверти месяца. Радиус лунных орбит нельзя изобразить в том же масштабе, в каком вычерчена орбита Земли, так как он будет слишком мал. Чтобы начертить лунные орбиты, надо выбранный масштаб увеличить примерно в десять раз, тогда радиус лунной орбиты составит около 4 мм. После этого указал на каждой орбите положение Луны, начав с полнолуния, и соединил отмеченные точки плавной пунктирной линией.
Главной задачей было разделить тела отсчета. В опыте с центробежной машиной оба тела отсчета одновременно проецируются на плоскость стола, поэтому очень трудно сосредоточить внимание на одном из них. Мы решили свою задачу так. Линейка из плотной бумаги (ее можно заменить полоской жести, плексигласа и т. п.) будет служить стержнем, по которому скользит картонный кружок, напоминающий шарик. Кружок двойной, склеенный по окружности, но с двух диаметрально противоположных сторон оставлены прорези, через которые продета линейка. Вдоль оси линейки сделаны отверстия. Телами отсчета служат линейка и лист чистой бумаги, который мы кнопками прикрепили к листу фанеры, чтобы не портить стола. Насадив линейку на булавку, как на ось, воткнули булавку в фанеру (рис.6). При повороте линейки на равные углы последовательно расположенные отверстия оказывались на одной прямой линии. Но при повороте линейки вдоль нее скользил картонный кружок, последовательные положения которого и требовалось отмечать на бумаге. Для этой цели в центре кружка тоже сделали отверстие.
При каждом повороте линейки острием карандаша отмечали на бумаге положение центра кружка. Когда линейка прошла через все заранее намеченные для нее положения, линейку сняли. Соединив метки на бумаге, убедились, что центр кружка перемещался относительно второго тела отсчета по прямой линии, а точнее по касательной к начальной окружности.
Но во время работы над прибором я сделал несколько интересных открытий. Во-первых, при равномерном вращении стержня (линейки) шарик (кружок) перемещается по нему не равномерно, а ускоренно. По инерции тело должно двигаться равномерно и прямолинейно — это закон природы. Но двигался ли наш шарик только по инерции, т. е. свободно? Нет! Его подталкивал стержень и сообщал ему ускорение. Это всем будет понятно, если обратиться к чертежу (рис. 7). На горизонтальной линии (касательной) точками 0, 1, 2, 3, 4 отмечены положения шарика, если бы он двигался совсем свободно. Соответствующие положения радиусов с теми же цифровыми обозначениями показывают, что шарик движется ускоренно. Ускорение шарику сообщает упругая сила стержня. Кроме того, трение между шариком и стержнем оказывает сопротивление движению. Если допустить, что сила трения равна силе, которая сообщает шарику ускорение, движение шарика по стержню должно быль равномерным. Как видно из рисунка 8, движение шарика относительно бумаги на столе криволинейное. На уроках черчения нам говорили, что такая кривая называется «спиралью Архимеда». По такой кривой вычерчивают профиль кулачков в некоторых механизмах, когда хотят равномерное вращательное движение превратить в равномерное поступательное движение. Если приставить друг к другу две такие кривые, то кулачок получит сердцевидную форму. При равномерном вращении детали такой формы упирающийся в нее стержень будет совершать поступательно-возвратное движение. Я сделал модель такого кулачка (рис. 9) и модель механизма для равномерной намотки ниток на катушку (рис. 10).
Я никаких открытий при выполнении задания не сделал. Но я многому научился, пока составлял эту диаграмму (рис. 11). Надо было правильно определить положение Луны в ее фазах, подумать о направлении движения Луны и Земли по их орбитам. В чертеже есть неточности. О них я сейчас скажу. При выбранном масштабе неправильно изображена кривизна лунной орбиты. Она должна быть все время вогнута по отношению к Солнцу, т. е. центр кривизны должен находиться внутри орбиты. Кроме того, в году не 12 лунных месяцев, а больше. Но одну двенадцатую часть окружности легко построить, поэтому я условно принял, что в году 12 лунных месяцев. И, наконец, вокруг Солнца обращается не сама Земля, а общий центр масс системы Земля - Луна.
Заключение
Одним из ярких примеров достижений науки, одним из свидетельств неограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путем вычислений —«на кончике пера».
Уран — планета, следующая за Сатурном, который много веков считался самой далекой из планет, была открыта В. Гершелем в конце XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом. К 40-м годам XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едва заметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать' с учетом возмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движения небесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию.
Леверье (во Франции) и Адаме (в Англии) высказали предположение, что, если возмущения со стороны известных планет не объясняют отклонение в движении Урана, значит, на него действует притяжение еще неизвестного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно быть неизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения. Они вычислили орбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данное время должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена в телескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виден невооруженным глазом. Так, разногласие между теорией и практикой, казалось, подрывавшее авторитет материалистической науки, привело к ее триумфу.
Список литературы:
1. М.И. Блудов – Беседы по физике, часть первая, второе издание, переработанное, Москва «Просвещение» 1972.
2. Б.А. Воронцов-вельямов – Астрономия !1 класс, издание 19-ое, Москва «Просвещение» 1991.
3. А.А. Леонович – Я познаю мир, Физика, Москва АСТ 1998.
4. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник – Физика 9 класс, Издательский дом «Дрофа» 1999.
5. Я.И. Перельман – Занимательная физика, книга 2, Издание 19-ое, издательство «Наука», Москва 1976.
diplomba.ru
Актуальность:
12 апреля наша страна вспоминает грандиозное событие – полет человека в космос. На уроках мы тоже обсуждали тему космоса, рисовали рисунки. И учительница попросила нас приготовить интересные доклады про космос. Поэтому я выбрал именно эту тему, так как мне самому это интересно. И в преддверии этого праздника “Дня космонавтики” для нас это актуально, думаю, что и вас заинтересует.
Дома я достал энциклопедию ” Небесные тела” и стал читать. Тут я себя спросил, а может Луна на нас упасть? Я ответил, что, наверное, Луна упадет в том случае, если приблизится к Земле. А, может быть, ее что–то держит с Землей, поэтому она не падает и никуда не улетает.
Я решил подробнее изучить литературу, как Луна образовалась, как влияет на Землю, что ее связывает с Землей, и почему Луна не улетает в космос и не падает на Землю. И вот что я узнал.
В астрономии спутником называется тело, которое вращается вокруг большого по размерам тела и удерживается силой его притяжения. Луна – спутник Земли. Земля– спутник Солнца. Луна – твердое, холодное, шарообразное небесное тело, которое в 4 раза меньше Земли.
Луна– самое близкое к Земле небесное тело. Если было бы возможно, то турист шел бы до Луны 40 лет
Система Земля – Луна – уникальна в Солнечной системе, так как ни одна планета не имеет такой крупный спутник. Луна – единственный спутник Земли.
Она видна невооруженным глазом лучше, чем любая планета в телескоп. Много загадок таит в себе наш спутник.
Луна – это пока единственное космическое тело, на котором побывал человек. Луна обращается вокруг Земли точно так же, как Земля обращается вокруг Солнца (см. рис. 1).
Расстояние между центрами Луны и Земли примерно 384467 км.
Луна совсем не похожа на Землю. Там нет ни воздуха, ни воды, ни жизни. Концентрация газов у поверхности Луны равноценна глубокому вакууму. Из–за отсутствия атмосферы её мрачные пыльные просторы раскаляются днём до + 120 °С и промерзают ночью или просто в тени до – 160 °С. Небо на Луне всегда чёрное, даже днём. Огромный диск Земли выглядит с Луны больше чем в 3,5 раза, чем Луна с Земли, и висит в небе почти неподвижно (см. рис. 2).
Вся поверхность Луны изрыта воронками, которые называют кратерами. Ты можешь увидеть их, присмотревшись к Луне в ясную ночь. Некоторые кратеры такие большие, что в них мог бы уместиться огромный город. Основные варианты образования кратеров две – вулканическая и метеоритная.
Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря.
Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, – это огромные кратеры, возникшие в результате столкновения с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Лунным морям были даны названия: Море Кризисов, Море Изобилия, Море Спокойствия, Море Дождей, Море Облаков, Море Москвы и другие.
В сравнении с Землёй Луна очень маленькая. Радиус Луны равен 1738 км, объём Луны составляет 2 % от объёма Земли, а площадь – примерно 7,5 %
Луна и Земля – почти ровесники. Вот одна из версий образования Луны.
1. Вскоре после образования Земли в неё врезалось огромное небесное тело.
2. От удара оно разлетелось на множество осколков.
3. Под действием гравитации (притяжения) Земли осколки стали обращаться вокруг неё.
4. Со временем осколки собрались вместе, и из них образовалась Луна.
Луна каждый день меняет свой вид. Сначала узенький серп, затем Луна полнеет и через несколько дней становится круглой. Еще несколько дней полная Луна постепенно становится все меньше и меньше и снова делается похожей на серп. Серп Луны часто называют месяцем. Если серп повернут выпуклостью влево, как буква ” С”, то говорят, что Луна “стареет”. Через 14 суток и 19 часов после полнолуния старый месяц исчезнет совсем. Луна не видна. Такую фазу Луны называют ” новолунием “. Потом постепенно Луна из узкого серпа, повернутого вправо, превращается снова в полную Луну.
Чтобы луна снова ” выросла “, требуется такой же промежуток времени: 14 суток и 19 часов. Изменение вида Луны, т.е. изменение лунных фаз, от полнолуния до полнолуния происходит каждые четыре недели, точнее за 29 с половиной суток. Это лунный месяц. Он послужил основой для составления лунного календаря. Во время полнолуния Луна повернута к Земле освещенной стороной, а во время новолуния – неосвещенной стороной. Обращаясь вокруг Земли, луна поворачивается к ней то полностью освещенной поверхностью, то частично освещенной поверхностью, то темной. Вот поэтому в течение месяца непрерывно меняется вид Луны.
Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них – морские приливы и отливы. Разность уровней прилива и отлива на открытых пространствах океана невелика и составляет 30–40 см. Однако вблизи берегов вследствие набега приливной волны на твёрдое дно, приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя.
Учитывая направление вращения Луны вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.
Луна привлекала внимание людей с древних времён. Изобретение телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа (форма поверхности) Луны. Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным тёмным областям, именовав их “морями”, чем мы и пользуемся до сих пор. В 1881 Жюль Янссен составил детальный “Фотографический атлас Луны”.
С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Впервые Луну посетил советский космический корабль “Луна–2” 13 сентября 1959 года.
Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция “Луна–3” пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности.
Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась “Аполлон”.
Первая посадка произошла 20 июля 1969 года, а первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг. На Луне побывали шесть экспедиций, но в последний раз это было в далёком 1972 году, так как экспедиции очень дорогостоящие. Каждый раз на неё высаживались два человека, которые проводили на Луне до трёх суток. В настоящее время готовятся новые экспедиции.
Луна моментально упала бы на Землю, если бы была неподвижной. Но Луна не стоит на месте, она вращается вокруг Земли.
Когда мы бросаем объект, такой как теннисный мяч сила тяжести тянет его по направлению к центру земли .Даже брошенный с большой скоростью теннисный мяч все равно упадет на землю, но картина изменится если объект находится гораздо дальше и движется гораздо быстрее.
Мой опыт:
Я задал этот вопрос своему папе, и он объяснил мне на простом примере. Мы привязали на нитку обыкновенный ластик. Представьте себе, что вы – это Земля, а ластик – луна, и начните ее раскручивать. Ластик на нитке будет прямо–таки вырываться из вашей руки, но нитка его не пустит. Луна находится так далеко и движется так быстро, что падение вниз никогда не происходит в одном направлении. Даже падая постоянно, луна никогда не упадет на землю. Вместо этого она движется вокруг земли по постоянному пути.
Если мы будем вращать ластик очень сильно, то нить порвется, а если медленно то ластик упадет.
Делаем вывод: если бы луна двигалась еще быстрее, то она преодолела бы притяжение земли и улетела в космос, если бы луна двигалась медленнее, сила тяжести притянула бы ее к земле. Этот точный баланс скорости притяжения создает то ,что мы называем орбитой, где меньшее небесное тело постоянно обращается вокруг большего.
Сила, которая не дает Луне “убежать” при вращении – это сила притяжения Земли. А сила, которая не дает Луне упасть на Землю – это центробежная сила, которая возникает при вращении Луны вокруг Земли.
Обращаясь вокруг Земли, Луна движется по орбите со скоростью 1 км/сек, то есть достаточно медленно, чтобы не покинуть свою орбиту и “улететь” в космос, но и достаточно быстро, чтобы не упасть на Землю.
Вы удивитесь, но на самом деле Луна... отдаляется от Земли со скоростью 3–4 см в год! Движение Луны вокруг Земли можно представить как медленно раскручивающуюся спираль. Причиной такой траектории Луны является Солнце, которое притягивает Луну в 2 раза сильнее, чем Земля.
Почему же тогда Луна не падает на Солнце? А потому что Луна вместе с Землей вращается, в свою очередь, вокруг Солнца, и притягательное действие Солнца без остатка тратится на то, чтобы постоянно переводить оба эти тела с прямого пути на искривленную орбиту.
– Сама Луна не светится, она лишь отражает падающий на неё солнечный свет;
– Луна оборачивается вокруг своей оси за 27 земных суток; за это же время она совершает один оборот вокруг Земли;
– Луна, вращаясь вокруг земли, всегда обращена к нам одной стороной, обратная её сторона остаётся для нас невидимой;
– Луна, двигаясь по своей орбите, постепенно удаляется от Земли примерно на 4 см. в год.
– Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле.
Поэтому взлететь ракете с Луны гораздо легче , чем с Земли.
Возможно, что скоро в далекие межпланетные рейсы космические корабли будут отправляться не с Земли, а с Луны.
С началом нынешнего века Китай объявил о своей готовности исследовать Луну, а также выстроить там несколько обитаемых лунных баз. После этого заявления космические организации ведущих стран, а в частности США (НАСА) и ЕКА (Европейское Космическое Агентство) снова развернули свои космические программы.
Что из этого выйдет?
Посмотрим в 2020 году. Именно на этот год Дж.Бушем была запланирована высадка людей на Луну. Эта дата опережает Китай на целых десять лет, так как в их космической программе было сказано, что создание обитаемых лунных баз и высадка на них людей состоится лишь в 2030 году.
Луна является наиболее исследованным небесным телом, но для человека она таит в себе ещё очень много загадок: возможно, она является базой внеземных цивилизаций, возможно жизнь на Земле была бы совершенно другой, если бы не было Луны, возможно в будущем человек поселится и на Луне...
Итак, мы выяснили, что Луна – это естественный спутник Земли, она вращается вокруг нашей планеты и вместе с Землей, движется по орбите вокруг Солнца;
– вопрос о происхождении Луны до сих пор остаётся спорным;
– изменения формы Луны называются фазами. Они существуют только для нас,
землян.
Одно из моих предположений оказалось верным, Луну действительно что–то держит, и это – сила притяжения Земли и центробежная сила.
А другое мое предположение, что Луна упадет, если приблизится к Земле не совсем верное. Луна упадет на Землю тогда, когда Луна перестанет вращаться, будет неподвижной, тогда и не сработает центробежная сила.
Изучая энциклопедии и интернет, я узнал много нового и интересного. Обязательно поделюсь этими открытиями с одноклассниками на уроке окружающий мир.
Нам удалось разгадать некоторые загадки Луны, но от этого она не стала менее интересной и притягательной!
1. “Космос. Сверхновый атлас Вселенной”, М., ” Эксмо”,2006г.
2. Новая школьная энциклопедия ” Небесные тела”, М., “Росмен”,2005г
3. “Почемучка” Детская энциклопедия, М., ” Росмен”, 2005г.
4. “Что такое? Кто такой?” детская энциклопедия , М.,”Педагогика –
Пресс“1995 г.
5. Интернет – справочники, картинки про космос.
Выполнил: ученик 3Б класса
Халиуллин Ильдар
Руководитель: Сакаева Г.Ч.
МОУ СОШ №79, г. Уфа
livescience.ru
|
|
|
|
|
|
