Το άρθρο μιλά για τους λόγους για τους οποίους η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη, τους λόγους για την κίνησή της γύρω από τη Γη και ορισμένες άλλες πτυχές της ουράνιας μηχανικής του ηλιακού μας συστήματος.
Η αρχή της διαστημικής εποχής
Ο φυσικός δορυφόρος του πλανήτη μας πάντα τραβούσε την προσοχή. Στην αρχαιότητα, η Σελήνη ήταν το αντικείμενο λατρείας ορισμένων θρησκειών και με την εφεύρεση των πρωτόγονων τηλεσκοπίων, οι πρώτοι αστρονόμοι δεν μπορούσαν να απομακρυνθούν από το να συλλογιστούν τους μεγαλειώδεις κρατήρες.
Λίγο αργότερα, με την ανακάλυψη σε άλλους τομείς της αστρονομίας, έγινε σαφές ότι όχι μόνο ο πλανήτης μας, αλλά και αρκετοί άλλοι έχουν έναν τέτοιο ουράνιο δορυφόρο. Και ο Δίας έχει 67 από αυτούς! Αλλά ο δικός μας είναι ο ηγέτης σε μέγεθος σε ολόκληρο το σύστημα. Γιατί όμως το φεγγάρι δεν πέφτει στη γη; Ποιος ο λόγος της κίνησής του κατά μήκος της ίδιας τροχιάς; Θα μιλήσουμε για αυτό.
Ουράνια μηχανική
Αρχικά, πρέπει να καταλάβετε τι είναι η τροχιακή κίνηση και γιατί συμβαίνει. Σύμφωνα με τον ορισμό που χρησιμοποιούν οι φυσικοί και οι αστρονόμοι, μια τροχιά είναι μια κίνηση σε ένα άλλο αντικείμενο που έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα. Για πολύ καιρό πίστευαν ότι οι τροχιές των πλανητών και των δορυφόρων έχουν κυκλικό σχήμα ως το πιο φυσικό και τέλειο, αλλά ο Κέπλερ, μετά από ανεπιτυχείς προσπάθειες να εφαρμόσει αυτή τη θεωρία στην κίνηση του Άρη, την απέρριψε.
Όπως είναι γνωστό από το μάθημα της φυσικής, οποιαδήποτε δύο αντικείμενα βιώνουν αμοιβαία τη λεγόμενη βαρύτητα. Οι ίδιες δυνάμεις επηρεάζουν τον πλανήτη μας και το φεγγάρι. Αν όμως έλκονται, τότε γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στη Γη, όπως θα ήταν το πιο λογικό;
Το θέμα είναι ότι η Γη δεν στέκεται ακίνητη, αλλά κινείται γύρω από τον Ήλιο σε μια έλλειψη, σαν να «φεύγει» συνεχώς από τον δορυφόρο της. Και αυτό με τη σειρά του έχει αδρανειακή ταχύτητα, γι' αυτό ταξιδεύει ξανά σε ελλειπτική τροχιά.
Το απλούστερο παράδειγμα που μπορεί να εξηγήσει αυτό το φαινόμενο είναι μια μπάλα σε ένα σχοινί. Αν το περιστρέψετε, θα κρατήσει το αντικείμενο στο ένα ή το άλλο επίπεδο, και αν επιβραδύνετε, δεν θα είναι αρκετό και η μπάλα θα πέσει. Οι ίδιες δυνάμεις ενεργούν και η Γη την παρασύρει, μην την αφήνει να μείνει ακίνητη, και η φυγόκεντρος δύναμη που αναπτύχθηκε ως αποτέλεσμα της περιστροφής την συγκρατεί, εμποδίζοντάς την να πλησιάσει σε κρίσιμη απόσταση.
Εάν το ερώτημα γιατί η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη δίνεται μια ακόμη πιο απλή εξήγηση, τότε ο λόγος για αυτό είναι η ίση αλληλεπίδραση των δυνάμεων. Ο πλανήτης μας έλκει τον δορυφόρο, αναγκάζοντάς τον να περιστραφεί, και η φυγόκεντρος δύναμη, όπως λες, απωθεί.
Ο ήλιος
Τέτοιοι νόμοι δεν ισχύουν μόνο για τον πλανήτη και τον δορυφόρο μας, υπόκεινται σε όλα τα υπόλοιπα.Γενικά, η βαρύτητα είναι ένα πολύ ενδιαφέρον θέμα. Η κίνηση των πλανητών γύρω συχνά συγκρίνεται με ρολόι, είναι τόσο ακριβής και επαληθευμένη. Και το πιο σημαντικό, είναι εξαιρετικά δύσκολο να το σπάσεις. Ακόμα κι αν αφαιρεθούν αρκετοί πλανήτες από αυτό, οι υπόλοιποι με πολύ μεγάλη πιθανότητα θα ξαναχτιστούν σε νέες τροχιές και δεν θα υπάρξει κατάρρευση με πτώση στο κεντρικό αστέρι.
Αλλά αν το φωτιστικό μας έχει τόσο κολοσσιαία βαρυτική επίδραση ακόμη και στα πιο μακρινά αντικείμενα, τότε γιατί η Σελήνη δεν πέφτει στον Ήλιο; Φυσικά, το αστέρι βρίσκεται σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση από τη Γη, αλλά η μάζα του και επομένως η βαρύτητα , είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη.
Το θέμα είναι ότι ο δορυφόρος του κινείται επίσης σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο και ο τελευταίος δεν ενεργεί χωριστά στη Σελήνη και τη Γη, αλλά στο κοινό κέντρο μάζας τους. Και στη Σελήνη υπάρχει διπλή επιρροή της βαρύτητας - αστέρια και πλανήτες, και μετά από αυτήν η φυγόκεντρος δύναμη που τους εξισορροπεί. Διαφορετικά, όλοι οι δορυφόροι και άλλα αντικείμενα θα είχαν καεί εδώ και πολύ καιρό σε ένα καυτό φωτιστικό. Αυτή είναι η απάντηση στο συχνό ερώτημα γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει.
Κίνηση του ήλιου
Άλλο ένα γεγονός που αξίζει να αναφέρουμε είναι ότι κινείται και ο Ήλιος! Και μαζί με αυτό, ολόκληρο το σύστημά μας, αν και έχουμε συνηθίσει να πιστεύουμε ότι το διάστημα είναι σταθερό και αμετάβλητο, με εξαίρεση τις τροχιές των πλανητών.
Αν κοιτάξετε πιο σφαιρικά, στο πλαίσιο των συστημάτων και ολόκληρων των συστάδων τους, μπορείτε να δείτε ότι κινούνται επίσης κατά μήκος της τροχιάς τους. Σε αυτή την περίπτωση, ο Ήλιος με τους «δορυφόρους» του περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία.Αν υπό όρους φανταστείτε αυτή την εικόνα από ψηλά, τότε μοιάζει με μια σπείρα με πολλά κλαδιά, που ονομάζονται γαλαξιακές βραχίονες. Σε έναν από αυτούς τους βραχίονες, μαζί με εκατομμύρια άλλα αστέρια, κινείται και ο Ήλιος μας.
Η πτώση
Αλλά ακόμα, αν κάνετε μια τέτοια ερώτηση και ονειρευτείτε; Ποιες συνθήκες χρειάζονται κάτω από τις οποίες η Σελήνη θα πέσει στη Γη ή θα πάει ένα ταξίδι στον Ήλιο;
Αυτό μπορεί να συμβεί εάν ο δορυφόρος σταματήσει να περιστρέφεται γύρω από το κύριο αντικείμενο και η φυγόκεντρος δύναμη εξαφανιστεί, επίσης εάν κάτι αλλάξει την τροχιά του και προσθέσει ταχύτητα, για παράδειγμα, μια σύγκρουση με έναν μετεωρίτη.
Λοιπόν, θα πάει στο αστέρι, εάν με κάποιο τρόπο σταματήσει την κίνησή του γύρω από τη Γη και δώσει την αρχική επιτάχυνση στο φωτιστικό. Πιθανότατα, όμως, η Σελήνη θα ανατέλλει σταδιακά σε μια νέα καμπύλη τροχιά.
Συνοψίζοντας: η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη, γιατί, εκτός από την έλξη του πλανήτη μας, επηρεάζεται και από τη φυγόκεντρο δύναμη, η οποία, όπως λες, την απωθεί. Ως αποτέλεσμα, αυτά τα δύο φαινόμενα ισορροπούν μεταξύ τους, ο δορυφόρος δεν πετάει μακριά και δεν πέφτει στον πλανήτη.
Τα πάντα σε αυτόν τον κόσμο έλκονται από τα πάντα. Και για αυτό δεν χρειάζεται να έχετε ειδικές ιδιότητες (ηλεκτρικό φορτίο, συμμετοχή στην περιστροφή, να έχετε μέγεθος όχι μικρότερο από μερικά.). Αρκεί απλώς να υπάρχει, καθώς υπάρχει ένα άτομο ή η Γη, ή ένα άτομο. Η βαρύτητα, ή όπως λένε συχνά οι φυσικοί, η βαρύτητα, είναι η πιο καθολική δύναμη. Κι όμως: τα πάντα έλκονται από τα πάντα. Αλλά πώς ακριβώς; Με ποιους νόμους; Όσο και αν φαίνεται εκπληκτικό, αυτός ο νόμος είναι ο ίδιος, και επιπλέον, είναι ίδιος για όλα τα σώματα στο Σύμπαν - τόσο για τα αστέρια όσο και για τα ηλεκτρόνια.
1. Οι νόμοι του Κέπλερ
Ο Νεύτωνας υποστήριξε ότι μεταξύ της Γης και όλων των υλικών σωμάτων υπάρχει μια βαρυτική δύναμη, η οποία είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης.
Τον 14ο αιώνα, ένας αστρονόμος από τη Δανία, ο Tycho Brahe, παρατήρησε την κίνηση των πλανητών για σχεδόν 20 χρόνια και κατέγραψε τις θέσεις τους και μπόρεσε να προσδιορίσει τις συντεταγμένες τους σε διάφορα σημεία του χρόνου με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια εκείνη την εποχή. Ο βοηθός του, μαθηματικός και αστρονόμος Johannes Kepler, ανέλυσε τις σημειώσεις του δασκάλου και διατύπωσε τρεις νόμους της κίνησης των πλανητών:
Ο πρώτος νόμος του Κέπλερ
Κάθε πλανήτης στο ηλιακό σύστημα περιστρέφεται γύρω από μια έλλειψη με τον ήλιο σε μια από τις εστίες του. Το σχήμα της έλλειψης, ο βαθμός της ομοιότητάς της με τον κύκλο θα χαρακτηρίζουν στη συνέχεια την αναλογία: e=c/d, όπου c είναι η απόσταση από το κέντρο της έλλειψης έως την εστία της (το μισό της μεσοεστιακής απόστασης). α - ημι-κύριος άξονας. Η τιμή του e ονομάζεται εκκεντρότητα της έλλειψης. Για c = 0 και e = 0, η έλλειψη μετατρέπεται σε κύκλο με ακτίνα a.
Ο δεύτερος νόμος του Κέπλερ (νόμος των περιοχών)
Κάθε πλανήτης κινείται σε ένα επίπεδο που διέρχεται από το κέντρο του Ήλιου και η περιοχή του τομέα της τροχιάς, που περιγράφεται από το διάνυσμα της ακτίνας των πλανητών, αλλάζει ανάλογα με το χρόνο.
Όσον αφορά το δικό μας ηλιακό σύστημα, δύο έννοιες συνδέονται με αυτόν τον νόμο: το περιήλιο - το σημείο της τροχιάς που βρίσκεται πλησιέστερα στον Ήλιο, και το αφήλιο - το πιο απομακρυσμένο σημείο της τροχιάς. Τότε μπορεί να υποστηριχθεί ότι ο πλανήτης κινείται γύρω από τον Ήλιο ανομοιόμορφα: η γραμμική ταχύτητα στο περιήλιο είναι μεγαλύτερη από ό,τι στο αφήλιο.
Κάθε χρόνο στις αρχές Ιανουαρίου, η Γη, περνώντας από το περιήλιο, κινείται πιο γρήγορα. Επομένως, η φαινομενική κίνηση του Ήλιου κατά μήκος της εκλειπτικής προς τα ανατολικά εμφανίζεται επίσης ταχύτερα από τον μέσο όρο του έτους. Στις αρχές Ιουλίου, η Γη, περνώντας το αφήλιο, κινείται πιο αργά, επομένως, η κίνηση του Ήλιου κατά μήκος της εκλειπτικής επιβραδύνεται. Ο νόμος των περιοχών δείχνει ότι η δύναμη που ελέγχει την τροχιακή κίνηση των πλανητών κατευθύνεται προς τον Ήλιο.
Τρίτος Νόμος του Κέπλερ (Αρμονικός Νόμος)
Ο τρίτος ή αρμονικός νόμος του Κέπλερ συσχετίζει τη μέση απόσταση ενός πλανήτη από τον Ήλιο (α) με την περίοδο τροχιάς του (t):
όπου οι δείκτες 1 και 2 αντιστοιχούν σε οποιουσδήποτε δύο πλανήτες.
Ο Νεύτων ανέλαβε τον Κέπλερ. Ευτυχώς, έχουν απομείνει αρκετά αρχεία και επιστολές από την Αγγλία του 17ου αιώνα. Ας ακολουθήσουμε το σκεπτικό του Νεύτωνα.
Πρέπει να πω ότι οι τροχιές των περισσότερων πλανητών διαφέρουν ελάχιστα από τις κυκλικές. Επομένως, θα υποθέσουμε ότι ο πλανήτης δεν κινείται κατά μήκος μιας έλλειψης, αλλά κατά μήκος ενός κύκλου ακτίνας R - αυτό δεν αλλάζει την ουσία του συμπεράσματος, αλλά απλοποιεί πολύ τα μαθηματικά. Τότε ο τρίτος νόμος του Κέπλερ (παραμένει έγκυρος, γιατί ο κύκλος είναι μια ειδική περίπτωση έλλειψης) μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: το τετράγωνο του χρόνου μιας περιστροφής στην τροχιά (T2) είναι ανάλογο με τον κύβο της μέσης απόστασης ( R3) από τον πλανήτη στον Ήλιο:
T2=CR3 (πειραματικό γεγονός).
Εδώ το C είναι ένας ορισμένος συντελεστής (η σταθερά είναι ίδια για όλους τους πλανήτες).
Δεδομένου ότι ο χρόνος μιας περιστροφής T μπορεί να εκφραστεί ως προς τη μέση ταχύτητα του πλανήτη στην τροχιά του v: T=2(R/v), τότε ο τρίτος νόμος του Κέπλερ παίρνει την ακόλουθη μορφή:
Ή μετά τη μείωση 4(2 /v2=CR.
Τώρα λαμβάνουμε υπόψη ότι, σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Κέπλερ, η κίνηση του πλανήτη κατά μήκος μιας κυκλικής τροχιάς συμβαίνει ομοιόμορφα, δηλ. με σταθερή ταχύτητα. Γνωρίζουμε από την κινηματική ότι η επιτάχυνση ενός σώματος που κινείται σε κύκλο με σταθερή ταχύτητα θα είναι καθαρά κεντρομόλος και ίση με v2/R. Και τότε η δύναμη που ενεργεί στον πλανήτη, σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, θα είναι ίση με
Ας εκφράσουμε τον λόγο v2/R από τον νόμο του Κέπλερ v2/R=4(2/СR2) και ας τον αντικαταστήσουμε με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα:
F \u003d m v2 / R \u003d m4 (2 / СR2 \u003d k (m / R2), όπου k \u003d 4 (2 / С είναι μια σταθερή τιμή για όλους τους πλανήτες.
Έτσι, για κάθε πλανήτη, η δύναμη που ασκεί σε αυτόν είναι ευθέως ανάλογη με τη μάζα του και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασής του από τον Ήλιο:
Ο ήλιος, η πηγή της δύναμης που ενεργεί στον πλανήτη, προκύπτει από τον πρώτο νόμο του Κέπλερ.
Αλλά αν ο Ήλιος έλκει έναν πλανήτη με τη δύναμη F, τότε ο πλανήτης (σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα) πρέπει επίσης να έλκει τον Ήλιο με την ίδια δύναμη F. Επιπλέον, αυτή η δύναμη από τη φύση της δεν διαφέρει από τη δύναμη του Ήλιου: είναι επίσης βαρυτική και, όπως δείξαμε, θα πρέπει επίσης να είναι ανάλογη με τη μάζα (αυτή τη φορά του Ήλιου) και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης: F=k1(M/R2), εδώ ο συντελεστής k1 είναι διαφορετικός για κάθε πλανήτη (ίσως εξαρτάται και από τη μάζα του!) .
Εξισώνοντας και τις δύο βαρυτικές δυνάμεις, παίρνουμε: km=k1M. Αυτό είναι δυνατό με την προϋπόθεση ότι k=(M, και k1=(m, δηλ. στο F=((mM/R2), όπου η (- σταθερά είναι η ίδια για όλους τους πλανήτες.
Επομένως, η καθολική σταθερά βαρύτητας (δεν μπορεί να είναι καμία - με τις μονάδες μεγέθους που επιλέξαμε - μόνο αυτή που επιλέγει η φύση. Οι μετρήσεις δίνουν μια κατά προσέγγιση τιμή (= 6,7 x10-11 N. m2 / kg2.
2. Νόμος βαρύτητα
Ο Νεύτωνας έλαβε έναν αξιοσημείωτο νόμο που περιγράφει τη βαρυτική αλληλεπίδραση οποιουδήποτε πλανήτη με τον Ήλιο:
Και οι τρεις νόμοι του Κέπλερ αποδείχτηκαν συνέπειες αυτού του νόμου. Ήταν ένα κολοσσιαίο επίτευγμα να βρούμε (ένα!) έναν νόμο που διέπει την κίνηση όλων των πλανητών στο ηλιακό σύστημα. Αν ο Νεύτων είχε περιοριστεί μόνο σε αυτό, θα τον θυμόμασταν ακόμα όταν σπούδαζε φυσική στο σχολείο και θα τον αποκαλούσαμε εξαιρετικό επιστήμονα.
Ο Νεύτωνας ήταν μια ιδιοφυΐα: πρότεινε ότι ο ίδιος νόμος διέπει τη βαρυτική αλληλεπίδραση οποιωνδήποτε σωμάτων, περιγράφει τη συμπεριφορά της σελήνης που περιστρέφεται γύρω από τη γη και ενός μήλου που πέφτει στη γη. Ήταν μια καταπληκτική σκέψη. Εξάλλου, υπήρχε μια γενική άποψη - τα ουράνια σώματα κινούνται σύμφωνα με τους (ουράνιους) νόμους τους και τα γήινα σώματα - σύμφωνα με τους δικούς τους, «κοσμικούς» κανόνες. Ο Νεύτωνας υπέθεσε την ενότητα των νόμων της φύσης για ολόκληρο το σύμπαν. Το 1685, ο I. Newton διατύπωσε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης:
Οποιαδήποτε δύο σώματα (πιο συγκεκριμένα, δύο υλικά σημεία) έλκονται μεταξύ τους με δύναμη ευθέως ανάλογη με τις μάζες τους και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της μεταξύ τους απόστασης.
Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης είναι ένα από τα καλύτερα παραδείγματα του τι είναι ικανός ένας άνθρωπος.
Η βαρυτική δύναμη, σε αντίθεση με τις δυνάμεις τριβής και ελαστικότητας, δεν είναι δύναμη επαφής. Αυτή η δύναμη απαιτεί δύο σώματα να αγγίξουν για να αλληλεπιδράσουν βαρυτικά. Κάθε ένα από τα αλληλεπιδρώντα σώματα δημιουργεί ένα βαρυτικό πεδίο σε ολόκληρο τον χώρο γύρω του - μια μορφή ύλης μέσω της οποίας τα σώματα αλληλεπιδρούν βαρυτικά μεταξύ τους. Το πεδίο που δημιουργείται από κάποιο σώμα εκδηλώνεται με το ότι δρα σε οποιοδήποτε άλλο σώμα με μια δύναμη που καθορίζεται από τον παγκόσμιο νόμο της βαρύτητας.
3. Κίνηση της Γης και της Σελήνης στο διάστημα.
Η Σελήνη, ένας φυσικός δορυφόρος της Γης, στη διαδικασία της κίνησής της στο διάστημα επηρεάζεται κυρίως από δύο σώματα - τη Γη και τον Ήλιο. Υπολογίζουμε τη δύναμη με την οποία ο Ήλιος έλκει τη Σελήνη, εφαρμόζοντας τον νόμο της παγκόσμιας έλξης, παίρνουμε ότι η ηλιακή έλξη είναι διπλάσια από αυτή της γης.
Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στον ήλιο; Το γεγονός είναι ότι τόσο η Σελήνη όσο και η Γη περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας. Το κοινό κέντρο μάζας της Γης και της Σελήνης περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Πού βρίσκεται το κέντρο μάζας του συστήματος Γης-Σελήνης; Η απόσταση από τη Γη στη Σελήνη είναι 384.000 χλμ. Ο λόγος της μάζας της Σελήνης προς τη μάζα της Γης είναι 1:81. Οι αποστάσεις από το κέντρο μάζας έως τα κέντρα της Σελήνης και της Γης θα είναι αντιστρόφως ανάλογες με αυτούς τους αριθμούς. Διαιρώντας 384.000 km με 81, παίρνουμε περίπου 4.700 km. Αυτό σημαίνει ότι το κέντρο μάζας βρίσκεται σε απόσταση 4700 km από το κέντρο της Γης.
* Ποια είναι η ακτίνα της Γης;
* Περίπου 6400 χλμ.
* Κατά συνέπεια, το κέντρο μάζας του συστήματος Γης-Σελήνης βρίσκεται μέσα στην υδρόγειο. Επομένως, εάν δεν επιδιώκετε την ακρίβεια, μπορείτε να μιλήσετε για την επανάσταση της Σελήνης γύρω από τη Γη.
Οι κινήσεις της Γης και της Σελήνης στο διάστημα και η αλλαγή στην αμοιβαία θέση τους σε σχέση με τον Ήλιο φαίνονται στο διάγραμμα.
Με διπλή υπεροχή της ηλιακής έλξης έναντι της γης, η καμπύλη της κίνησης της Σελήνης θα πρέπει να είναι κοίλη ως προς τον Ήλιο σε όλα τα σημεία της. Η επίδραση της κοντινής Γης, η οποία υπερβαίνει σημαντικά τη μάζα της Σελήνης, οδηγεί στο γεγονός ότι το μέγεθος της καμπυλότητας της σεληνιακής ηλιοκεντρικής τροχιάς αλλάζει περιοδικά.
Το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τη γη, κρατούμενο από τη δύναμη της βαρύτητας. Με ποια δύναμη τραβάει η γη το φεγγάρι;
Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο που εκφράζει το νόμο της βαρύτητας: F=G*(Mm/r2) όπου G είναι η σταθερά βαρύτητας, Mm είναι οι μάζες της Γης και της Σελήνης, r είναι η απόσταση μεταξύ τους. Έχοντας κάνει τον υπολογισμό, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι η Γη έλκει τη Σελήνη με δύναμη περίπου 2-1020 Β.
Ολόκληρη η δράση της δύναμης έλξης της Σελήνης από τη Γη εκφράζεται μόνο με τη διατήρηση της Σελήνης σε τροχιά, με την παροχή κεντρομόλου επιτάχυνσης σε αυτήν. Γνωρίζοντας την απόσταση από τη Γη στη Σελήνη και τον αριθμό των περιστροφών της Σελήνης γύρω από τη Γη, ο Νεύτωνας προσδιόρισε την κεντρομόλο επιτάχυνση της Σελήνης, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τον αριθμό που είναι ήδη γνωστός σε εμάς: 0,0027 m/s2. Η καλή συμφωνία μεταξύ της υπολογιζόμενης τιμής της κεντρομόλου επιτάχυνσης της Σελήνης και της πραγματικής της τιμής επιβεβαιώνει την υπόθεση ότι η δύναμη που κρατά τη Σελήνη σε τροχιά και η δύναμη της βαρύτητας είναι της ίδιας φύσης. Το φεγγάρι σε τροχιά μπορούσε να συγκρατηθεί από ένα ατσάλινο σχοινί με διάμετρο περίπου 600 km. Όμως, παρά την τόσο τεράστια δύναμη έλξης, η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη.
Η Σελήνη απομακρύνεται από τη Γη σε απόσταση ίση με περίπου 60 γήινες ακτίνες. Επομένως, ο Νεύτων σκέφτηκε. Το φεγγάρι, πέφτοντας με τέτοια επιτάχυνση, θα πρέπει να πλησιάσει τη Γη το πρώτο δευτερόλεπτο κατά 0,0013 μ. Αλλά το φεγγάρι, επιπλέον, κινείται με αδράνεια προς την κατεύθυνση της στιγμιαίας ταχύτητας, δηλ. κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής εφαπτομένης στην τροχιά του στο ένα δεδομένο σημείο γύρω από τη Γη
Κινούμενη με αδράνεια, η Σελήνη θα πρέπει να απομακρυνθεί από τη Γη, όπως δείχνει ο υπολογισμός, σε ένα δευτερόλεπτο κατά 1,3 mm. Φυσικά, μια τέτοια κίνηση, κατά την οποία στο πρώτο δευτερόλεπτο η Σελήνη θα κινούνταν κατά μήκος της ακτίνας προς το κέντρο της Γης, και στο δεύτερο δευτερόλεπτο - εφαπτομενικά, δεν υπάρχει πραγματικά. Και οι δύο κινήσεις αθροίζονται συνεχώς. Ως αποτέλεσμα, η Σελήνη κινείται κατά μήκος μιας καμπύλης γραμμής κοντά σε έναν κύκλο.
Κυκλοφορώντας γύρω από τη Γη, η Σελήνη κινείται σε τροχιά με ταχύτητα 1 km/s, δηλαδή αρκετά αργά για να μην εγκαταλείψει την τροχιά της και «πετάξει μακριά» στο διάστημα, αλλά και αρκετά γρήγορα για να μην πέσει στη Γη. Μπορούμε να πούμε ότι η Σελήνη θα πέσει στη Γη μόνο εάν δεν κινηθεί σε τροχιά, δηλαδή εάν εξωτερικές δυνάμεις (κάποιο είδος κοσμικού χεριού) σταματήσουν τη Σελήνη στην τροχιά της, τότε φυσικά θα πέσει στη Γη. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, θα απελευθερωθεί τόση ενέργεια που μιλώντας για πτώση της Σελήνης στη Γη, όπως συμπαγές σώμαδεν χρειάζεται. Από όλα τα παραπάνω μπορούμε να συμπεράνουμε.
Το φεγγάρι πέφτει, αλλά δεν μπορεί να πέσει. Και για αυτο. Η κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη είναι το αποτέλεσμα ενός συμβιβασμού μεταξύ των δύο «επιθυμιών» της Σελήνης: να κινείται με αδράνεια - σε ευθεία γραμμή (λόγω της παρουσίας ταχύτητας και μάζας) και να πέφτει «κάτω» σε τη Γη (επίσης λόγω της παρουσίας μάζας). Μπορούμε να πούμε αυτό: ο παγκόσμιος νόμος της βαρύτητας καλεί τη Σελήνη να πέσει στη Γη, αλλά ο νόμος της αδράνειας του Γαλιλαίου την «πείθει» να μην δώσει καθόλου σημασία στη Γη. Το αποτέλεσμα είναι κάτι ενδιάμεσο - μια τροχιακή κίνηση: μια σταθερή, χωρίς τέλος, πτώση.
Στον νυχτερινό ουρανό, βλέπουμε τον μοναδικό δορυφόρο της Γης που συνοδεύει τον πλανήτη μας. Συνήθως το βλέπουμε μόνο τη νύχτα. Γιατί όμως η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη, τι την κρατά στον ουρανό;
Επιστημονική εξήγηση της ερώτησης "Γιατί δεν πέφτει το φεγγάρι;"
Το φεγγάρι δεν είναι σταθερά συνδεδεμένο την υδρόγειο. Περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη μας. Επομένως, σε διαφορετικές ημέρες βλέπουμε διαφορετικές μορφές του φυσικού μας δορυφόρου. Άλλοτε εμφανίζεται σε έναν ουρανό χωρίς σύννεφα από το βράδυ, και άλλοτε αργά το βράδυ. Λέμε ότι ο μήνας ανατέλλει και δύει, ότι σήμερα είναι πανσέληνος και σε 20 ημέρες θα έχει νέα σελήνη. Αλλά η απάντηση στην ερώτηση «Γιατί δεν πέφτει το φεγγάρι» είναι δύσκολη. Πράγματι, σύμφωνα με το νόμο του Νεύτωνα, μια ελκτική δύναμη δρα σε οποιοδήποτε σώμα και πρέπει να πέσει.
Το φεγγάρι επηρεάζεται από τη γη και τον ήλιο. Την τραβούν προς δύο κατευθύνσεις. Αλλά η έλξη από το κύριο φωτιστικό είναι πολύ ισχυρότερη από ό,τι από τον πλανήτη μας. Επομένως, η Σελήνη και η Γη περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του σύμπαντος, αλλά ταυτόχρονα βρίσκονται η μια δίπλα στην άλλη. Εάν μόνο ο Ήλιος ενεργούσε στη Σελήνη, τότε θα κινούνταν κατά μήκος μιας διαδρομής με έντονα κοίλα σημεία. Αλλά και ο πλανήτης μας τον επηρεάζει. Η δράση του είναι πολύ μικρότερη σε σύγκριση με τη δράση ενός ισχυρού φωτιστικού, αλλά η Γη είναι πιο κοντά στον μήνα. Επομένως, ο πλανήτης μας ευθυγραμμίζει την τροχιά του δορυφόρου του, αλλάζοντας τον από καιρό σε καιρό.
Αποδεικνύεται ότι η Σελήνη έλκεται από δύο μεγάλα ουράνια σώματα. Αλλά αυτό δεν είναι αρκετό για να μην πέσει. Δεν πέφτει επειδή κινείται. Η ταχύτητά του είναι 1 km/sec. Αυτό είναι αρκετό για να μην πέσει, αλλά όχι αρκετό για να μην φύγει από την τροχιά του. Εάν το νυχτερινό φωτιστικό μπορεί να σταματήσει κάτι, τότε θα πέσει στην επιφάνεια της γης.
Η απάντηση στο ερώτημα "Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στη Γη;"
Η έλξη δύο σωμάτων, η κίνηση στο χώρο - όλα αυτά μπορούν εύκολα να μοντελοποιηθούν. Δοκιμάστε το και θα καταλάβετε γιατί η Σελήνη δεν μπορεί να πέσει στη Γη. Η απάντηση μπορεί να ληφθεί από ένα μικρό και πολύ απλή εμπειρία. Πάρτε ένα αντικείμενο που είναι βολικό να στερεωθεί σε μια κλωστή. Το δένουμε καλά και αρχίζουμε να το στρίβουμε. Εδώ είναι το στοιχείο σας που περιστρέφεται αρκετά γρήγορα. Δεν πέφτει, δεν πετάει πουθενά. Το νήμα είναι η δύναμη της έλξης. Το χέρι σου είναι η γη. Το αντικείμενο στο νήμα είναι το φεγγάρι. Η κίνηση δεν το αφήνει να πέσει, να φύγει από την τροχιά και το νήμα δεν πετάει μακριά σου. Εάν το νήμα σπάσει, το αντικείμενο θα πετάξει μακριά. Έτσι είναι και με τη Λούνα. Όταν η δύναμη της βαρύτητας του πλανήτη εξασθενήσει, το αστέρι της νύχτας θα πετάξει μακριά στον μακρινό Κόσμο.
Ένα άλλο πείραμα θα βοηθήσει να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο κινείται ο δορυφόρος του πλανήτη μας. Πάρτε ένα μήλο. Λύστε το χέρι σας - θα πέσει. Η δύναμη του Νεύτωνα λειτουργεί. Πάρτε ξανά το μήλο και προσπαθήστε να το πετάξετε παράλληλα στην επιφάνεια. Το μήλο θα πετάξει για λίγο και μετά θα πέσει κάτω. Τι γίνεται αν πετάξουμε ένα μήλο σε μια μεγάλη σφαίρα; Τότε παράλληλα με αυτό; Τότε το μήλο θα πετάξει πάνω από την υδρόγειο και θα πέσει σε άλλο μέρος. Και αν η υδρόγειος ελκύει, τότε το μήλο θα πετάξει παράλληλα με την επιφάνειά του.
Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στον ήλιο;
Αν ο Ήλιος είναι ισχυρότερος από τη Γη, τότε γιατί δεν πέφτει η Σελήνη; Γιατί η δύναμη του κέντρου του Σύμπαντος δεν είναι σε θέση να προσελκύσει αυτό το νυχτερινό φωτιστικό; Ικανός. Η έλξη του ήλιου είναι διπλάσια από αυτή της γης. Όμως ο πλανήτης μας δεν αφήνει τη Σελήνη να πέσει στον Ήλιο. Αν και τραβάει το φεγγάρι στην πιο αδύναμή της, είναι δίπλα της. Αυτή η εγγύτητα αντισταθμίζει την επιρροή του Ήλιου. Και το φεγγάρι δεν πετάει μακριά από την τροχιά του για να πέσει στην ηλιακή επιφάνεια.
Ισορροπεί τα δύο διαφορετικές δυνάμειςαπόσταση έλξης. Αλλά οι επιστήμονες αποδεικνύουν ότι το φεγγάρι απομακρύνεται όλο και περισσότερο από εμάς κάθε χρόνο. Ο μήνας απομακρύνεται από τη Γη κατά 3-4 εκατοστά το χρόνο.Αυτό είναι ανεπαίσθητο στην κλίμακα της ανθρώπινης ζωής. Ωστόσο, όσο πιο μακριά ο δορυφόρος απομακρύνεται από τη Γη, τόσο λιγότερη δύναμη θα ασκήσει ο πλανήτης μας σε αυτόν και η επιρροή του Ήλιου θα αυξηθεί.
Μέχρι στιγμής, ο μόνος δορυφόρος του πλανήτη μας περιστρέφεται γύρω από εμάς και η Γη μαζί με τον δορυφόρο της περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Η ηλιακή δύναμη πηγαίνει για να διασφαλίσει ότι αυτά τα δύο σώματα δεν κινούνται σε ευθεία γραμμή, αλλά ακολουθούν μια καμπύλη τροχιά. Για περισσότερη δύναμη, το φως της ημέρας δεν είναι αρκετό.
Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στη γη; Σύντομη απάντηση
3 σημεία απάντησης «Γιατί δεν πέφτει στη Γη;»:
1. Συγκρατείται από τη βαρύτητα. Εάν δεν υπάρχει, τότε η Σελήνη θα πετάξει μακριά στο ανοιχτό διάστημα.
2. Από την πτώση στη Γη, η Σελήνη προστατεύεται από την ηλιακή έλξη. Η δύναμη αυτού του φωτιστικού είναι δύο φορές ισχυρότερη, αλλά ο δορυφόρος μας είναι πιο κοντά στον πλανήτη του. Αυτό εξισώνει την επίδραση δύο μεγάλων σωμάτων.
3. Η κίνηση εμποδίζει το φεγγάρι να πέσει. Αν σταματήσει, θα πέσει στο έδαφος.
Ακόμα κι αν υποθέσουμε ότι το νυχτερινό φωτιστικό σταμάτησε και άρχισε να πέφτει στην επιφάνεια της γης, τότε θα απελευθερωθεί μια τεράστια ενέργεια που θα καταστρέψει τον μήνα. Ως αποτέλεσμα, ο δορυφόρος μας θα πάψει να είναι ένα συμπαγές σώμα.
Εδώ αποφάσισα να κάνω μια επιλογή από απαντήσεις στις πιο δύσκολες ερωτήσεις σχετικά με τη Σελήνη. Γράψτε νέες ερωτήσεις και τις απαντήσεις σας στα σχόλια στο κάτω μέρος της σελίδας!
1. Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στη γη;
Για τον ίδιο λόγο που όλοι οι πλανήτες δεν πέφτουν στον Ήλιο - η φυγόκεντρη δύναμη που εμφανίζεται όταν η Σελήνη κινείται γύρω από τη Γη αντισταθμίζει τη βαρυτική δύναμη μεταξύ της Γης και της Σελήνης. Αλλά αν η Σελήνη σταματήσει σε σχέση με τη Γη, θα πέσει.
2. Ο ήλιος τραβάει το φεγγάρι 2,2 φορές πιο δυνατό από τη γη. Γιατί η Σελήνη δεν πετάει μακριά από τη Γη προς τον Ήλιο;
Αυτό συμβαίνει επειδή η Σελήνη και η Γη κινούνται μαζί σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο και η φυγόκεντρος δύναμη που δημιουργείται από την κίνηση της Σελήνης γύρω από τον Ήλιο αντισταθμίζει τη βαρυτική δύναμη του Ήλιου. Αν, για παράδειγμα, αφαιρεθεί η Γη, η Σελήνη θα περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σχεδόν στην ίδια τροχιά που περιστρέφεται με τη Γη γύρω από τον Ήλιο.
3. Το φεγγάρι απομακρύνεται από τη γη κατά περίπου 4 cm ετησίως. Ίσως αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο Ήλιος έλκει τη Σελήνη πιο έντονα από τη Γη;
Όχι σίγουρα με αυτόν τον τρόπο. Η απομάκρυνση της Σελήνης από τη Γη είναι συνέπεια της παλιρροιακής επιτάχυνσης. Το νόημα του φαινομένου είναι το εξής. Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της με περίοδο 24 ωρών, ενώ η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη με περίοδο 27,3 ημερών. Ως αποτέλεσμα, το βαρυτικό πεδίο της Γης ωθεί τη Σελήνη (μεμονωμένα μέρη της ταχέως περιστρεφόμενης Γης σέρνουν τη Σελήνη που πετά αργά κατά μήκος), δηλαδή δίνει την ενέργειά της στην κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη. Αυτή η ενέργεια επιταχύνει τη Σελήνη, που σημαίνει ότι ανεβάζει την τροχιά της.
4. Και τι, τότε η Σελήνη θα πετάξει εντελώς μακριά από τη Γη;
Δεν θα πετάξει μακριά :) Λαμβάνοντας την ενέργεια της περιστροφής της Γης για να αυξήσει την τροχιά της, η Σελήνη επιβραδύνει την περιστροφή της Γης. Εξαιτίας αυτού, η Γη επιβραδύνει την περιστροφή γύρω από τον άξονά της και η γεωστατική τροχιά (δηλαδή η τροχιά στην οποία η ταχύτητα του δορυφόρου πάνω από τον πλανήτη είναι ίση με την ταχύτητα περιστροφής του πλανήτη) της Γης αυξάνεται. Στο τέλος, η Σελήνη θα βρίσκεται σε γεωστατική τροχιά και θα έρθει το φαινόμενο του πλήρους συγχρονισμού κατά το οποίο η Σελήνη και η Γη θα κοιτάζουν η μία την άλλη με τη μία μόνο πλευρά. Αυτή είναι μια σταθερή κατάσταση και θα συνεχιστεί για δισεκατομμύρια χρόνια. Και μόνο στο πολύ μακρινό μέλλον, η επιρροή του Ήλιου μας (ή κάποιου άλλου αντικειμένου) μπορεί να επιβραδύνει την αμοιβαία περιστροφή του ζεύγους Σελήνης-Γης και η Σελήνη θα πέσει στη Γη.
5. Έχουν πάει οι Αμερικανοί στο φεγγάρι ή όχι;
Συνάφεια:
Στις 12 Απριλίου, η χώρα μας θυμάται ένα μεγαλειώδες γεγονός - μια επανδρωμένη πτήση στο διάστημα. Στα μαθήματα συζητήσαμε επίσης το θέμα του χώρου, ζωγραφίσαμε εικόνες. Και ο δάσκαλος μας ζήτησε να ετοιμάσουμε ενδιαφέρουσες αναφορές για το διάστημα. Ως εκ τούτου, επέλεξα το συγκεκριμένο θέμα, μιας και με ενδιαφέρει ο ίδιος. Και την παραμονή αυτής της γιορτής της Ημέρας Κοσμοναυτικής, αυτό είναι σχετικό για εμάς, νομίζω ότι θα σας ενδιαφέρει και εσάς.
Οι υποθέσεις μου:
Στο σπίτι έβγαλα την εγκυκλοπαίδεια «Ουράνια Σώματα» και άρχισα να διαβάζω. Τότε αναρωτήθηκα, μήπως το φεγγάρι θα μπορούσε να πέσει πάνω μας; Απάντησα ότι, πιθανότατα, η Σελήνη θα έπεφτε αν πλησίαζε τη Γη. Ή ίσως κάτι την κρατά με τη Γη, ώστε να μην πέσει και να μην πετάξει μακριά.
Σκοπός και στόχοι της εργασίας μου:
Αποφάσισα να μελετήσω τη βιβλιογραφία λεπτομερέστερα, πώς σχηματίστηκε η Σελήνη, πώς επηρεάζει τη Γη, τι τη συνδέει με τη Γη και γιατί η Σελήνη δεν πετάει στο διάστημα και δεν πέφτει στη Γη. Και να τι ανακάλυψα.
Εισαγωγή
Στην αστρονομία, δορυφόρος είναι ένα σώμα που περιστρέφεται γύρω από ένα μεγάλο σώμα και συγκρατείται από τη δύναμη της έλξης του. Η Σελήνη είναι ο δορυφόρος της Γης. Η Γη είναι δορυφόρος του Ήλιου. Η Σελήνη είναι ένα σκληρό, ψυχρό, σφαιρικό ουράνιο σώμα, το οποίο είναι 4 φορές μικρότερο από τη Γη.
Η Σελήνη είναι το πλησιέστερο ουράνιο σώμα στη Γη. Αν ήταν δυνατόν, τότε ένας τουρίστας θα περπατούσε στο φεγγάρι για 40 χρόνια
Το σύστημα Γης-Σελήνης είναι μοναδικό στο ηλιακό σύστημα, αφού κανένας πλανήτης δεν έχει τόσο μεγάλο δορυφόρο. Η Σελήνη είναι ο μόνος δορυφόρος της Γης.
Είναι καλύτερα ορατό με γυμνό μάτι από οποιονδήποτε πλανήτη μέσω τηλεσκοπίου. Ο δορυφόρος μας είναι γεμάτος με πολλά μυστήρια.
Το φεγγάρι είναι μέχρι στιγμής το μόνο κοσμικό σώμα που έχει επισκεφθεί ο άνθρωπος. Η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη με τον ίδιο τρόπο που η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο (βλ. Εικ. 1).
Η απόσταση μεταξύ των κέντρων της Σελήνης και της Γης είναι περίπου 384467 km.
Πώς μοιάζει το φεγγάρι;
Η Σελήνη δεν μοιάζει καθόλου με τη Γη. Δεν υπάρχει αέρας, νερό, ζωή. Η συγκέντρωση των αερίων κοντά στην επιφάνεια του φεγγαριού ισοδυναμεί με βαθύ κενό. Λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας, οι ζοφερές σκονισμένες εκτάσεις του θερμαίνονται έως + 120 ° C κατά τη διάρκεια της ημέρας και παγώνουν τη νύχτα ή απλώς στη σκιά έως - 160 ° C. Ο ουρανός στο φεγγάρι είναι πάντα μαύρος, ακόμα και κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ο τεράστιος δίσκος της Γης φαίνεται από τη Σελήνη περισσότερες από 3,5 φορές από τη Σελήνη από τη Γη, και κρέμεται σχεδόν ακίνητος στον ουρανό (βλ. Εικ. 2).
Ολόκληρη η επιφάνεια του φεγγαριού είναι διάτρητη με χοάνες, που ονομάζονται κρατήρες. Μπορείτε να τα δείτε κοιτάζοντας το φεγγάρι σε μια καθαρή νύχτα. Μερικοί κρατήρες είναι τόσο μεγάλοι που θα μπορούσαν να χωρέσουν σε μια τεράστια πόλη. Υπάρχουν δύο κύριες επιλογές για το σχηματισμό κρατήρων - ηφαιστειακός και μετεωρίτης.
Η επιφάνεια της Σελήνης μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: πολύ παλιό ορεινό έδαφος (σεληνιακή ηπειρωτική χώρα) και σχετικά λείες και νεότερες σεληνιακές θάλασσες.
Οι σεληνιακές θάλασσες, που αποτελούν περίπου το 16% της συνολικής επιφάνειας του φεγγαριού, είναι τεράστιοι κρατήρες που προκύπτουν από συγκρούσεις με ουράνια σώματα που αργότερα πλημμύρισαν με υγρή λάβα. Θάλασσες του φεγγαριούδόθηκαν ονόματα: η Θάλασσα των Κρίσεων, η Θάλασσα της Αφθονίας, η Θάλασσα της Ηρεμίας, η Θάλασσα των Βροχών, η Θάλασσα των Σύννεφων, η Θάλασσα της Μόσχας και άλλα.
Σε σύγκριση με τη Γη, η Σελήνη είναι πολύ μικρή. Η ακτίνα της σελήνης είναι 1738 km, ο όγκος της σελήνης είναι το 2% του όγκου της Γης και η περιοχή είναι περίπου 7,5%
Πώς σχηματίστηκε η Σελήνη;
Η Σελήνη και η Γη έχουν σχεδόν την ίδια ηλικία. Εδώ είναι μια από τις εκδοχές του σχηματισμού της σελήνης.
1. Λίγο μετά το σχηματισμό της Γης, ένα τεράστιο ουράνιο σώμα έπεσε πάνω της.
2. Από την πρόσκρουση, έσπασε σε πολλά θραύσματα.
3. Υπό την επίδραση της βαρύτητας (έλξης) της Γης, τα θραύσματα άρχισαν να περιστρέφονται γύρω από αυτήν.
4. Με την πάροδο του χρόνου, τα θραύσματα συγκεντρώθηκαν και από αυτά σχηματίστηκε η Σελήνη.
Φάσεις της Σελήνης
Το φεγγάρι αλλάζει την όψη του κάθε μέρα. Πρώτα, ένα στενό μισοφέγγαρο, μετά η Σελήνη παχαίνει και μετά από λίγες μέρες γίνεται στρογγυλή. Για λίγες μέρες ακόμα, η πανσέληνος σταδιακά μικραίνει και γίνεται και πάλι σαν δρεπάνι. Η ημισέληνος συχνά ονομάζεται μήνας. Εάν το δρεπάνι είναι στραμμένο με κυρτότητα προς τα αριστερά, όπως το γράμμα "C", τότε η Σελήνη λέγεται ότι "γερνάει". Μετά από 14 ημέρες και 19 ώρες μετά την πανσέληνο, ο παλιός μήνας θα εξαφανιστεί εντελώς. Το φεγγάρι δεν φαίνεται. Αυτή η φάση της σελήνης ονομάζεται «νέα σελήνη». Στη συνέχεια, σταδιακά, η Σελήνη από ένα στενό μισοφέγγαρο που στρίβει προς τα δεξιά γυρίζει ξανά στην πανσέληνο.
Για να «μεγαλώσει» ξανά το φεγγάρι, απαιτείται το ίδιο χρονικό διάστημα: 14 ημέρες και 19 ώρες. Αλλαγή της όψης της σελήνης, δηλ. η αλλαγή των σεληνιακών φάσεων, από πανσέληνο σε πανσέληνο, συμβαίνει κάθε τέσσερις εβδομάδες, πιο συγκεκριμένα για 29 και μισή ημέρες. Αυτός είναι ένας σεληνιακός μήνας. Χρησιμοποίησε ως βάση για τη συλλογή σεληνιακό ημερολόγιο. Κατά τη διάρκεια της πανσελήνου, το φεγγάρι στρέφεται προς τη Γη με τη φωτισμένη πλευρά και κατά τη νέα σελήνη, τη μη φωτισμένη πλευρά. Γυρίζοντας γύρω από τη Γη, το φεγγάρι στρέφεται προς αυτήν είτε ως πλήρως φωτισμένη επιφάνεια, είτε ως μερικώς φωτισμένη επιφάνεια, είτε ως σκοτεινή. Γι' αυτό η εμφάνιση της Σελήνης αλλάζει συνεχώς κατά τη διάρκεια του μήνα.
Άμπωτη και ροή
Οι βαρυτικές δυνάμεις μεταξύ της Γης και της Σελήνης προκαλούν μερικά ενδιαφέροντα αποτελέσματα. Το πιο γνωστό από αυτά είναι οι παλίρροιες της θάλασσας. Η διαφορά μεταξύ των επιπέδων της υψηλής και της άμπωτης παλίρροιας στους ανοιχτούς χώρους του ωκεανού είναι μικρή και ανέρχεται σε 30–40 εκ. Ωστόσο, κοντά στην ακτή, λόγω της εισβολής ενός παλιρροϊκού κύματος σε συμπαγή βυθό, το παλιρροϊκό κύμα αυξάνεται το ύψος του με τον ίδιο τρόπο όπως τα συνηθισμένα κύματα ανέμου του σερφ.
Δεδομένης της φοράς περιστροφής της Σελήνης γύρω από τη Γη, είναι δυνατό να σχηματιστεί μια εικόνα του παλιρροϊκού κύματος που ακολουθεί τον ωκεανό. Το μέγιστο πλάτος ενός παλιρροϊκού κύματος στη Γη παρατηρείται στον κόλπο του Fundy στον Καναδά και είναι 18 μέτρα.
Εξερεύνηση σελήνης
Το φεγγάρι έχει τραβήξει την προσοχή των ανθρώπων από την αρχαιότητα. Η εφεύρεση των τηλεσκοπίων κατέστησε δυνατή τη διάκριση λεπτότερων λεπτομερειών του ανάγλυφου (σχήμα επιφάνειας) της Σελήνης. Ένας από τους πρώτους σεληνιακούς χάρτες συντάχθηκε από τον Giovanni Riccioli το 1651, έδωσε επίσης ονόματα σε μεγάλες σκοτεινές περιοχές, αποκαλώντας τις «θάλασσες», τις οποίες χρησιμοποιούμε ακόμα και σήμερα. Το 1881 ο Jules Janssen συνέταξε έναν λεπτομερή «Φωτογραφικό Άτλαντα της Σελήνης».
Από την αρχή διαστημική ηλικίαοι γνώσεις μας για το φεγγάρι έχουν αυξηθεί σημαντικά. Η Σελήνη επισκέφτηκε για πρώτη φορά το σοβιετικό διαστημόπλοιο Luna-2 στις 13 Σεπτεμβρίου 1959.
Πρώτη φορά μπόρεσα να κοιτάξω αντιθετη πλευραΤο φεγγάρι το 1959, όταν ο σοβιετικός σταθμός Luna-3 πέταξε από πάνω του και φωτογράφισε μέρος της επιφάνειάς του αόρατο από τη Γη.
Το αμερικανικό πρόγραμμα επανδρωμένης πτήσης στο φεγγάρι ονομαζόταν «Απόλλων».
Η πρώτη προσγείωση έγινε στις 20 Ιουλίου 1969 και ο πρώτος άνθρωπος που πάτησε το πόδι του στην επιφάνεια του φεγγαριού ήταν ο Αμερικανός Νιλ Άρμστρονγκ. Έξι αποστολές έχουν επισκεφθεί τη Σελήνη, αλλά η τελευταία φορά ήταν το 1972, αφού οι αποστολές είναι πολύ ακριβές. Κάθε φορά, δύο άτομα προσγειώθηκαν σε αυτό, οι οποίοι περνούσαν έως και τρεις ημέρες στο φεγγάρι. Αυτή τη στιγμή ετοιμάζονται νέες αποστολές.
Γιατί το φεγγάρι δεν πέφτει στη γη;
Το φεγγάρι θα έπεφτε αμέσως στη Γη αν ήταν ακίνητο. Όμως η Σελήνη δεν μένει ακίνητη, περιστρέφεται γύρω από τη Γη.
Όταν πετάμε ένα αντικείμενο όπως ένα μπαλάκι του τένις, η βαρύτητα το τραβάει προς το κέντρο της γης. Ακόμη και ένα μπαλάκι του τένις που ρίχνεται με μεγάλη ταχύτητα θα εξακολουθεί να πέφτει στο έδαφος, αλλά η εικόνα θα αλλάξει εάν το αντικείμενο είναι πολύ πιο μακριά και κινείται πολύ πιο γρήγορα.
Η εμπειρία μου:
Έκανα αυτή την ερώτηση στον μπαμπά μου και μου την εξήγησε με ένα απλό παράδειγμα. Δέσαμε μια συνηθισμένη γόμα σε μια κλωστή. Φανταστείτε ότι είστε η Γη και η γόμα είναι το φεγγάρι και αρχίστε να το περιστρέφετε. Η γόμα στο νήμα θα ξεφύγει κυριολεκτικά από το χέρι σας, αλλά η κλωστή δεν θα την αφήσει να φύγει. Το φεγγάρι είναι τόσο μακριά και κινείται τόσο γρήγορα που δεν πέφτει ποτέ προς την ίδια κατεύθυνση. Ακόμη και πέφτοντας συνεχώς, το φεγγάρι δεν θα πέσει ποτέ στη γη. Αντίθετα, κινείται γύρω από τη γη σε μια σταθερή διαδρομή.
Αν περιστρέψουμε τη γόμα πολύ δυνατά, η κλωστή θα σπάσει και αν την περιστρέψουμε αργά, η γόμα θα πέσει.
Συμπεραίνουμε: αν το φεγγάρι κινούνταν ακόμα πιο γρήγορα, τότε θα ξεπερνούσε τη βαρύτητα της γης και θα πετούσε μακριά στο διάστημα, εάν το φεγγάρι κινούνταν πιο αργά, η βαρύτητα θα το τραβούσε προς τη γη. Αυτή η λεπτή ισορροπία βαρύτητας δημιουργεί αυτό που ονομάζουμε τροχιά, όπου το μικρότερο ουράνιο σώμα περιφέρεται συνεχώς γύρω από το μεγαλύτερο.
Η δύναμη που εμποδίζει τη Σελήνη να «φύγει μακριά» καθώς περιστρέφεται είναι η βαρύτητα της Γης. Και η δύναμη που εμποδίζει τη Σελήνη να πέσει στη Γη είναι η φυγόκεντρη δύναμη που εμφανίζεται όταν η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη.
Κυλώντας γύρω από τη Γη, η Σελήνη κινείται σε τροχιά με ταχύτητα 1 km / s, δηλαδή αρκετά αργά για να μην εγκαταλείψει την τροχιά της και να «πετάξει μακριά» στο διάστημα, αλλά και αρκετά γρήγορα για να μην πέσει στη Γη.
Παρεμπιπτόντως...
Θα εκπλαγείτε, αλλά στην πραγματικότητα η Σελήνη ... απομακρύνεται από τη Γη με ταχύτητα 3-4 εκατοστών το χρόνο! Η κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη μπορεί να φανταστεί ως μια σπείρα που ξετυλίγεται αργά. Ο λόγος για μια τέτοια τροχιά της Σελήνης είναι ο Ήλιος, ο οποίος έλκει τη Σελήνη 2 φορές ισχυρότερα από τη Γη.
Γιατί τότε το φεγγάρι δεν πέφτει στον ήλιο; Αλλά επειδή η Σελήνη, μαζί με τη Γη, περιστρέφεται, με τη σειρά της, γύρω από τον Ήλιο, και η ελκυστική δράση του Ήλιου ξοδεύεται χωρίς ίχνος στη συνεχή μεταφορά και των δύο αυτών σωμάτων από μια άμεση διαδρομή σε μια καμπύλη τροχιά.
- Η ίδια η Σελήνη δεν λάμπει, αντανακλά μόνο το φως του ήλιου που πέφτει πάνω της.
- Το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του σε 27 γήινες ημέρες. Την ίδια στιγμή κάνει μια περιστροφή γύρω από τη Γη.
- Το φεγγάρι, που περιστρέφεται γύρω από τη γη, μας βλέπει πάντα στη μία πλευρά, η πίσω πλευρά του παραμένει αόρατη σε εμάς.
- Το φεγγάρι, κινούμενο κατά μήκος της τροχιάς του, απομακρύνεται σταδιακά από τη Γη κατά περίπου 4 εκατοστά το χρόνο.
- Η δύναμη της βαρύτητας στη Σελήνη είναι 6 φορές μικρότερη από ό,τι στη Γη.
Επομένως, είναι πολύ πιο εύκολο για έναν πύραυλο να απογειωθεί από τη Σελήνη παρά από τη Γη.
Είναι πιθανό ότι σύντομα σε μακρινές διαπλανητικές πτήσεις διαστημόπλοιαθα σταλεί όχι από τη Γη, αλλά από τη Σελήνη.
Από την αρχή του παρόντος αιώναΗ Κίνα έχει ανακοινώσει την ετοιμότητά της να εξερευνήσει το φεγγάρι, καθώς και να κατασκευάσει εκεί αρκετές επανδρωμένες σεληνιακές βάσεις. Μετά από αυτή τη δήλωση, οι διαστημικές οργανώσεις των κορυφαίων χωρών, και συγκεκριμένα οι ΗΠΑ (NASA) και η ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία) ξεκίνησαν ξανά τα διαστημικά τους προγράμματα.
Τι θα βγει από αυτό;
Ας δούμε το 2020. Ήταν για φέτος που ο Τζορτζ Μπους σχεδίαζε να προσγειώσει ανθρώπους στο φεγγάρι. Αυτή η ημερομηνία είναι δέκα χρόνια μπροστά από την Κίνα, αφού το διαστημικό τους πρόγραμμα έλεγε ότι η δημιουργία κατοικήσιμων σεληνιακών βάσεων και η προσγείωση ανθρώπων σε αυτές θα πραγματοποιηθεί μόνο το 2030.
Το φεγγάρι είναι το πιο μελετημένο ουράνιο σώμα, αλλά για ένα άτομο εξακολουθεί να κρύβει πολλά μυστήρια: ίσως είναι η βάση εξωγήινων πολιτισμών, ίσως η ζωή στη Γη να ήταν εντελώς διαφορετική αν δεν υπήρχε φεγγάρι, ίσως στο μέλλον ένα άτομο θα εγκατασταθεί στο φεγγάρι...
Ευρήματα:
Έτσι, ανακαλύψαμε ότι η Σελήνη είναι ένας φυσικός δορυφόρος της Γης, περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη μας και, μαζί με τη Γη, κινείται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.
- το ζήτημα της προέλευσης της σελήνης εξακολουθεί να είναι αμφιλεγόμενο.
Οι αλλαγές στο σχήμα της σελήνης ονομάζονται φάσεις. Υπάρχουν μόνο για εμάς
Μια από τις υποθέσεις μου αποδείχτηκε σωστή, η Σελήνη πραγματικά κρατά κάτι, και αυτή είναι η βαρύτητα και η φυγόκεντρος δύναμη της Γης.
Και η άλλη μου υπόθεση ότι η Σελήνη θα πέσει αν πλησιάσει τη Γη δεν είναι απολύτως σωστή. Το φεγγάρι θα πέσει στη Γη όταν το φεγγάρι σταματήσει να περιστρέφεται, είναι ακίνητο, τότε η φυγόκεντρος δύναμη δεν θα λειτουργήσει.
Μελετώντας εγκυκλοπαίδειες και το Διαδίκτυο, έμαθα πολλά νέα και ενδιαφέροντα πράγματα. Σίγουρα θα μοιραστώ αυτές τις ανακαλύψεις με τους συμμαθητές μου στο μάθημα για τον κόσμο γύρω μας.
Καταφέραμε να ξετυλίξουμε μερικά από τα μυστήρια της Σελήνης, αλλά αυτό δεν την έκανε λιγότερο ενδιαφέρουσα και ελκυστική!
Βιβλιογραφικές αναφορές:
1. «Διάστημα. Supernova Atlas of the Universe”, M., “Eksmo”, 2006.
2. Καινούργιο σχολική εγκυκλοπαίδεια"Ουράνια σώματα", Μ., "Ρόσμεν", 2005
3. «Γιατί» Παιδική Εγκυκλοπαίδεια, Μ., «Ρόσμεν», 2005
4. «Τι είναι; Ποιος;» παιδική εγκυκλοπαίδεια, Μ., Παιδαγωγική -
Τύπος» 1995
5. Διαδίκτυο - βιβλία αναφοράς, εικόνες για το διάστημα.
Ολοκληρώθηκε το:Μαθητής 3Β τάξης
Χαλιούλιν Ιλντάρ
Επόπτης: Sakaeva G.Ch.
MOU γυμνάσιο №79, Ufa
