Articolul vorbește despre motivul pentru care Luna nu cade pe Pământ, despre motivele mișcării sale în jurul Pământului și despre câteva alte aspecte ale mecanicii cerești a sistemului nostru solar.
Începutul erei spațiale
Satelitul natural al planetei noastre a atras mereu atenția. În cele mai vechi timpuri, Luna a fost obiectul de cult al unor religii, iar odată cu inventarea telescoapelor primitive, primii astronomi nu s-au putut îndepărta de la contemplarea craterelor maiestuoase.
Puțin mai târziu, odată cu descoperirea în alte domenii ale astronomiei, a devenit clar că nu numai planeta noastră, ci și o serie de altele au un astfel de satelit ceresc. Și Jupiter are 67 dintre ele! Dar al nostru este liderul ca mărime în întregul sistem. Dar de ce nu cade luna pe pământ? Care este motivul mișcării sale de-a lungul aceleiași orbite? Vom vorbi despre asta.
Mecanica cerească
În primul rând, trebuie să înțelegeți ce este mișcarea orbitală și de ce are loc. Conform definiției folosite de fizicieni și astronomi, o orbită este o mișcare într-un alt obiect mult mai mare. Multă vreme s-a crezut că orbitele planetelor și sateliților au o formă circulară ca fiind cea mai naturală și perfectă, dar Kepler, după încercări nereușite de a aplica această teorie la mișcarea lui Marte, a respins-o.
După cum se știe din cursul fizicii, oricare două obiecte experimentează așa-numita gravitație reciprocă. Aceleași forțe afectează planeta noastră și luna. Dar dacă sunt atrași, atunci de ce nu cade luna pe Pământ, așa cum ar fi cel mai logic lucru?
Chestia este că Pământul nu stă nemișcat, ci se mișcă în jurul Soarelui într-o elipsă, parcă „fuge” constant de satelitul său. Și care, la rândul lor, au o viteză inerțială, motiv pentru care se deplasează din nou pe o orbită eliptică.
Cel mai simplu exemplu care poate explica acest fenomen este o minge pe o frânghie. Dacă îl învârtiți, acesta va ține obiectul într-un plan sau altul, iar dacă încetiniți, atunci nu va fi suficient și mingea va cădea. Aceleași forțe acționează și Pământul îl trage, nepermițându-i să stea nemișcat, iar forța centrifugă dezvoltată ca urmare a rotației îl ține, împiedicându-l să se apropie de o distanță critică.
Dacă întrebarea de ce Luna nu cade pe Pământ primește o explicație și mai simplă, atunci motivul pentru aceasta este interacțiunea egală a forțelor. Planeta noastră atrage satelitul, forțându-l să se rotească, iar forța centrifugă, așa cum spune, respinge.
Soare
Astfel de legi se aplică nu numai planetei și satelitului nostru, ci sunt supuse tuturor celorlalte.În general, gravitația este un subiect foarte interesant. Mișcarea planetelor în jur este adesea comparată cu un mecanism de ceas, este atât de precisă și verificată. Și cel mai important, este extrem de dificil să-l spargi. Chiar dacă mai multe planete sunt îndepărtate de pe acesta, restul cu o probabilitate foarte mare se vor reconstrui pe noi orbite și nu va exista nicio prăbușire cu o cădere asupra stelei centrale.
Dar dacă lumina noastră are un efect gravitațional atât de colosal chiar și asupra obiectelor cele mai îndepărtate, atunci de ce nu cade Luna pe Soare? Desigur, steaua se află la o distanță mult mai mare decât Pământul, dar masa ei și, prin urmare, gravitația. , este cu un ordin de mărime mai mare.
Chestia este că satelitul său se mișcă și pe orbită în jurul Soarelui, iar acesta din urmă nu acționează separat asupra Lunii și Pământului, ci asupra centrului lor comun de masă. Și pe Lună există o dublă influență a gravitației - stele și planete, iar după aceasta forța centrifugă care le echilibrează. Altfel, toți sateliții și alte obiecte s-ar fi ars cu mult timp în urmă într-o lumină fierbinte. Acesta este răspunsul la întrebarea frecventă de ce nu cade luna.
Mișcarea soarelui
Un alt fapt demn de menționat este că și Soarele se mișcă! Și odată cu el, întregul nostru sistem, deși suntem obișnuiți să credem că spațiul cosmic este stabil și neschimbător, cu excepția orbitelor planetelor.
Dacă priviți mai global, în cadrul sistemelor și al întregului lor cluster, puteți vedea că și ele se mișcă de-a lungul traiectoriilor lor. În acest caz, Soarele cu „sateliții” săi se învârte în jurul centrului galaxiei. Dacă vă imaginați condiționat această imagine de sus, atunci arată ca o spirală cu multe ramuri, care se numesc brațe galactice. Într-unul dintre aceste brațe, împreună cu milioane de alte stele, se mișcă și Soarele nostru.
Caderea
Dar totuși, dacă pui o astfel de întrebare și visezi? Ce condiții sunt necesare în care Luna se va prăbuși în Pământ sau va pleca într-o călătorie către Soare?
Acest lucru se poate întâmpla dacă satelitul nu se mai rotește în jurul obiectului principal și forța centrifugă dispare, de asemenea, dacă ceva își schimbă orbita și adaugă viteză, de exemplu, o coliziune cu un meteorit.
Ei bine, va merge la stea, dacă în mod intenționat își va opri cumva mișcarea în jurul Pământului și va da accelerația inițială luminii. Dar cel mai probabil, Luna pur și simplu se va ridica treptat pe o nouă orbită curbă.
Pentru a rezuma: Luna nu cade pe Pământ, pentru că, pe lângă atracția planetei noastre, este afectată și de forța centrifugă, care, parcă, o respinge. Drept urmare, aceste două fenomene se echilibrează reciproc, satelitul nu zboară și nu se prăbușește pe planetă.
Totul în această lume este atras de orice. Și pentru aceasta nu trebuie să aveți proprietăți speciale (încărcare electrică, participarea la rotație, dimensiunea nu mai mică decât unele.). Este suficient doar să existe, deoarece există o persoană sau Pământul, sau un atom. Gravitația, sau așa cum spun fizicienii, gravitația este cea mai universală forță. Și totuși: totul este atras de orice. Dar cum anume? Prin ce legi? Oricât de surprinzător ar părea, această lege este aceeași și, în plus, este aceeași pentru toate corpurile din Univers - atât pentru stele, cât și pentru electroni.
1. Legile lui Kepler
Newton a susținut că între Pământ și toate corpurile materiale există o forță gravitațională, care este invers proporțională cu pătratul distanței.
În secolul al XIV-lea, un astronom din Danemarca, Tycho Brahe, a observat mișcarea planetelor timp de aproape 20 de ani și a înregistrat pozițiile acestora și a putut să le determine coordonatele în diferite momente ale timpului cu cea mai mare precizie posibilă la acel moment. Asistentul său, matematicianul și astronomul Johannes Kepler, a analizat notele profesorului și a formulat trei legi ale mișcării planetare:
Prima lege a lui Kepler
Fiecare planetă din sistemul solar se învârte în jurul unei elipse cu soarele la unul dintre focarele sale. Forma elipsei, gradul de asemănare a acesteia cu cercul vor caracteriza apoi relația: e=c/d, unde c este distanța de la centrul elipsei până la focarul acesteia (jumătate din distanța interfocală); a - semiaxa majoră. Valoarea lui e se numește excentricitatea elipsei. Pentru c = 0 și e = 0, elipsa se transformă într-un cerc cu raza a.
A doua lege a lui Kepler (Legea zonelor)
Fiecare planetă se mișcă într-un plan care trece prin centrul Soarelui, iar aria sectorului de orbită, descrisă de vectorul razei planetelor, se schimbă proporțional cu timpul.
În ceea ce privește a noastră sistem solar, două concepte sunt asociate acestei legi: periheliu - punctul cel mai apropiat al orbitei de Soare și afeliu - punctul cel mai îndepărtat al orbitei. Apoi se poate argumenta că planeta se mișcă în jurul Soarelui neuniform: având o viteză liniară la periheliu este mai mare decât la afeliu.
În fiecare an, la începutul lunii ianuarie, Pământul, trecând prin periheliu, se mișcă mai repede; prin urmare, mișcarea aparentă a Soarelui de-a lungul eclipticii spre est are loc, de asemenea, mai rapid decât media anuală. La începutul lunii iulie, Pământul, trecând afeliul, se mișcă mai încet, prin urmare, mișcarea Soarelui de-a lungul eclipticii încetinește. Legea zonelor indică faptul că forța care controlează mișcarea orbitală a planetelor este îndreptată spre Soare.
A treia lege a lui Kepler (Legea armonică)
A treia lege sau legea armonică a lui Kepler leagă distanța medie a unei planete de la Soare (a) de perioada sa orbitală (t):
unde indicii 1 și 2 corespund oricăror două planete.
Newton a preluat locul lui Kepler. Din fericire, au rămas destul de multe arhive și scrisori din Anglia în secolul al XVII-lea. Să urmăm raționamentul lui Newton.
Trebuie să spun că orbitele majorității planetelor diferă puțin de cele circulare. Prin urmare, vom presupune că planeta nu se mișcă de-a lungul unei elipse, ci de-a lungul unui cerc cu raza R - acest lucru nu schimbă esența concluziei, ci simplifică foarte mult matematica. Atunci a treia lege a lui Kepler (rămâne valabilă, deoarece cercul este un caz special de elipsă) poate fi formulată astfel: pătratul timpului unei revoluții pe orbită (T2) este proporțional cu cubul distanței medii ( R3) de la planetă la Soare:
T2=CR3 (fapt experimental).
Aici C este un anumit coeficient (constanta este aceeași pentru toate planetele).
Deoarece timpul unei revoluții T poate fi exprimat în termeni de viteza medie a planetei pe orbita sa v: T=2(R/v), atunci a treia lege a lui Kepler ia următoarea formă:
Sau după reducerea 4(2 /v2=CR.
Acum luăm în considerare că, conform celei de-a doua legi a lui Kepler, mișcarea planetei de-a lungul unei traiectorii circulare are loc uniform, adică cu o viteză constantă. Știm din cinematică că accelerația unui corp care se mișcă într-un cerc cu o viteză constantă va fi pur centripetă și egală cu v2/R. Și atunci forța care acționează asupra planetei, conform celei de-a doua legi a lui Newton, va fi egală cu
Să exprimăm raportul v2/R din legea lui Kepler v2/R=4(2/СR2) și să îl înlocuim în a doua lege a lui Newton:
F \u003d m v2 / R \u003d m4 (2 / СR2 \u003d k (m / R2), unde k \u003d 4 (2 / С este o valoare constantă pentru toate planetele.
Deci, pentru orice planetă, forța care acționează asupra ei este direct proporțională cu masa sa și invers proporțională cu pătratul distanței sale de la Soare:
Soarele, sursa forței care acționează asupra planetei, decurge din prima lege a lui Kepler.
Dar dacă Soarele atrage o planetă cu forța F, atunci planeta (conform celei de-a treia legi a lui Newton) trebuie să atragă și Soarele cu aceeași forță F. Mai mult, această forță prin natura sa nu este diferită de forța de la Soare: ea este de asemenea gravitațional și, după cum am arătat, ar trebui să fie și proporțional cu masa (de data aceasta a Soarelui) și invers proporțional cu pătratul distanței: F=k1(M/R2), aici coeficientul k1 este diferit pentru fiecare planetă (poate chiar depinde de masa ei!) .
Echivalând ambele forțe gravitaționale, obținem: km=k1M. Acest lucru este posibil cu condiția ca k=(M și k1=(m, adică la F=((mM/R2), unde (- constanta este aceeași pentru toate planetele).
Prin urmare, constanta gravitațională universală (nu poate fi oricare - cu unitățile de mărime alese de noi - doar cea aleasă de natură. Măsurătorile dau o valoare aproximativă (= 6,7 x10-11 N. m2 / kg2.
2. Legea gravitatie
Newton a primit o lege remarcabilă care descrie interacțiunea gravitațională a oricărei planete cu Soarele:
Toate cele trei legi ale lui Kepler s-au dovedit a fi consecințe ale acestei legi. A fost o realizare colosală să găsim (una!) o lege care guvernează mișcarea tuturor planetelor din sistemul solar. Dacă Newton s-ar fi limitat doar la asta, ne-am aminti de el în continuare când studia fizica la școală și l-am numi un om de știință remarcabil.
Newton a fost un geniu: a sugerat că aceeași lege guvernează interacțiunea gravitațională a oricărui corp, el descrie comportamentul lunii care se învârte în jurul pământului și un măr care cade pe pământ. A fost un gând uimitor. La urma urmei, a existat o opinie generală - corpurile cerești se mișcă în conformitate cu legile lor (cerești) și corpurile pământești - după propriile lor reguli „lumești”. Newton a presupus unitatea legilor naturii pentru întregul univers. În 1685, I. Newton a formulat legea gravitației universale:
Orice două corpuri (mai precis, două puncte materiale) sunt atrași unul față de celălalt cu o forță direct proporțională cu masele lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Legea gravitației universale este unul dintre cele mai bune exemple de ceea ce este capabilă o persoană.
Forța gravitațională, spre deosebire de forțele de frecare și elastice, nu este o forță de contact. Această forță necesită ca două corpuri să se atingă pentru a interacționa gravitațional. Fiecare dintre corpurile care interacționează creează un câmp gravitațional în întreg spațiul din jurul său - o formă de materie prin care corpurile interacționează gravitațional unele cu altele. Câmpul creat de un corp se manifestă prin aceea că acționează asupra oricărui alt corp cu o forță determinată de legea universală a gravitației.
3. Mișcarea Pământului și a Lunii în spațiu.
Luna, un satelit natural al Pământului, în procesul mișcării sale în spațiu este influențată în principal de două corpuri - Pământul și Soarele. Calculăm forța cu care Soarele atrage Luna, aplicând legea gravitației universale, obținem că atracția solară este de două ori mai puternică decât cea a pământului.
De ce nu cade luna pe soare? Faptul este că atât Luna, cât și Pământul se învârt în jurul unui centru de masă comun. Centrul comun de masă al Pământului și al Lunii se învârte în jurul Soarelui. Unde este centrul de masă al sistemului Pământ-Lună? Distanța de la Pământ la Lună este de 384.000 km. Raportul dintre masa Lunii și masa Pământului este de 1:81. Distanțele de la centrul de masă la centrele Lunii și ale Pământului vor fi invers proporționale cu aceste numere. Împărțind 384.000 km la 81, obținem aproximativ 4.700 km. Aceasta înseamnă că centrul de masă este situat la o distanță de 4700 km de centrul Pământului.
* Care este raza Pământului?
* Aproximativ 6400 km.
* În consecință, centrul de masă al sistemului Pământ-Lună se află în interiorul globului. Prin urmare, dacă nu urmăriți acuratețea, puteți vorbi despre revoluția Lunii în jurul Pământului.
În diagramă sunt prezentate mișcările Pământului și Lunii în spațiu și schimbarea poziției lor reciproce în raport cu Soarele.
Cu o predominanță dublă a atracției solare față de cea a Pământului, curba mișcării Lunii ar trebui să fie concavă în raport cu Soarele în toate punctele sale. Influența Pământului din apropiere, care depășește semnificativ masa Lunii, duce la faptul că mărimea curburii orbitei heliocentrice lunare se modifică periodic.
Luna se învârte în jurul pământului, ținută de forța gravitației. Cu ce forță trage pământul luna?
Aceasta poate fi determinată prin formula care exprimă legea gravitației: F=G*(Mm/r2) unde G este constanta gravitațională, Mm sunt masele Pământului și ale Lunii, r este distanța dintre ele. După ce am făcut calculul, am ajuns la concluzia că Pământul atrage Luna cu o forță de aproximativ 2-1020 N.
Întreaga acțiune a forței de atracție a Lunii de către Pământ se exprimă doar prin menținerea Lunii pe orbită, prin conferirea acesteia de accelerație centripetă. Cunoscând distanța de la Pământ la Lună și numărul de rotații ale Lunii în jurul Pământului, Newton a determinat accelerația centripetă a Lunii, din care a rezultat numărul deja cunoscut de noi: 0,0027 m/s2. Acordul bun dintre valoarea calculată a accelerației centripete a Lunii și valoarea ei reală confirmă ipoteza că forța care ține Luna pe orbită și forța gravitației sunt de aceeași natură. Luna aflată pe orbită ar putea fi ținută de o frânghie de oțel cu un diametru de aproximativ 600 km. Dar, în ciuda unei atât de uriașe forțe de atracție, Luna nu cade pe Pământ.
Luna este îndepărtată de Pământ la o distanță egală cu aproximativ 60 de raze Pământului. Prin urmare, a argumentat Newton. Luna, căzând cu o astfel de accelerație, ar trebui să se apropie de Pământ în prima secundă cu 0,0013 m. În plus, luna se mișcă prin inerție în direcția vitezei instantanee, adică de-a lungul unei linii drepte tangente la orbita sa la un punct dat din jurul Pământului
Mișcându-se prin inerție, Luna ar trebui să se îndepărteze de Pământ, după cum arată calculul, într-o secundă cu 1,3 mm. Desigur, o astfel de mișcare, în care în prima secundă Luna s-ar deplasa de-a lungul razei către centrul Pământului, iar în a doua secundă - tangențial, nu există cu adevărat. Ambele mișcări se adună continuu. Drept urmare, Luna se mișcă de-a lungul unei linii curbe aproape de cerc.
Circulând în jurul Pământului, Luna se mișcă pe orbită cu o viteză de 1 km/s, adică suficient de încet pentru a nu părăsi orbita și „zbura” în spațiu, dar și suficient de repede pentru a nu cădea pe Pământ. Putem spune că Luna va cădea pe Pământ numai dacă nu se va mișca pe orbită, adică dacă forțele externe (un fel de mână cosmică) opresc Luna pe orbita sa, atunci ea va cădea în mod natural pe Pământ. Cu toate acestea, în acest caz, atât de multă energie va fi eliberată încât vorbind despre căderea Lunii pe Pământ, ca corp solid Nu trebuie să. Din toate cele de mai sus, putem concluziona.
Luna cade, dar nu poate cădea. Si de aceea. Mișcarea Lunii în jurul Pământului este rezultatul unui compromis între cele două „dorințe” ale Lunii: să se miște prin inerție – în linie dreaptă (datorită prezenței vitezei și masei) și să cadă „în jos” la Pământul (tot din cauza prezenței masei). Putem spune asta: legea universală a gravitației cheamă Luna să cadă pe Pământ, dar legea inerției a lui Galileo o „convinge” să nu acorde deloc atenție Pământului. Rezultatul este ceva la mijloc - o mișcare orbitală: o cădere constantă, fără sfârșit.
Pe cerul nopții, vedem singurul satelit al Pământului care însoțește planeta noastră. De obicei o vedem doar noaptea. Dar de ce nu cade Luna pe Pământ, ce o ține pe cer?
Explicația științifică a întrebării „De ce nu cade luna?”
Luna nu este ferm atașată de globul. Se învârte în jurul planetei noastre. Prin urmare, în zile diferite vedem diferite forme ale satelitului nostru natural. Uneori apare pe un cer fără nori încă de seara, iar uneori noaptea târziu. Spunem că luna răsare și apune, că astăzi este lună plină, iar în 20 de zile va fi lună nouă. Dar să răspunzi la întrebarea „De ce nu cade luna” este dificil. Într-adevăr, conform legii lui Newton, o forță atractivă acționează asupra oricărui corp și trebuie să cadă.
Luna este influențată de pământ și de soare. O trag în două direcții. Dar atracția din partea luminii principale este mult mai puternică decât a planetei noastre. Prin urmare, Luna și Pământul se învârt în jurul centrului universului, dar în același timp sunt unul lângă celălalt. Dacă doar Soarele ar acționa asupra Lunii, atunci s-ar deplasa de-a lungul unui traseu cu puncte puternic concave. Dar planeta noastră o afectează și ea. Acțiunea sa este mult mai mică în comparație cu acțiunea unui luminar puternic, dar Pământul este mai aproape de lună. Prin urmare, planeta noastră aliniază traiectoria satelitului său, schimbându-l din când în când.
Se pare că Luna este atrasă de două corpuri cerești mari. Dar asta nu este suficient pentru a o împiedica să cadă. Ea nu cade pentru că se mișcă. Viteza sa este de 1 km/sec. Acest lucru este suficient pentru a nu cădea, dar nu suficient pentru a nu părăsi orbita sa. Dacă lumina de noapte poate opri ceva, atunci va cădea la suprafața pământului.
Răspunsul la întrebarea „De ce nu cade luna pe Pământ?”
Atracția a două corpuri, mișcarea în spațiu - toate acestea pot fi modelate cu ușurință. Încearcă și vei înțelege de ce Luna nu poate cădea pe Pământ. Răspunsul poate fi obținut dintr-un mic și foarte experiență simplă. Luați un obiect care este convenabil de fixat pe un fir. Legați-l bine și începeți să răsuciți. Iată că articolul tău se învârte destul de repede. Nu cade, nu zboară nicăieri. Firul este forța de atracție. Mâna ta este pământul. Obiectul de pe fir este Luna. Mișcarea nu îi permite să cadă, să părăsească orbita, iar firul nu zboară departe de tine. Dacă firul se rupe, obiectul va zbura. Așa este și cu Luna. Când forța de gravitație a planetei slăbește, steaua nopții va zbura în îndepărtatul Cosmos.
Un alt experiment va ajuta la înțelegerea modului în care se mișcă satelitul planetei noastre. Luați un măr. Desprindeți-vă mâna - va cădea. Forța lui Newton funcționează. Luați din nou mărul și încercați să-l aruncați paralel cu suprafața. Mărul va zbura o vreme și apoi va cădea. Dacă aruncăm un măr pe un glob mare? Atunci paralel cu ea? Apoi mărul va zbura peste glob și va cădea în alt loc. Și dacă globul se atrage, atunci mărul va zbura paralel cu suprafața sa.
De ce nu cade luna pe soare?
Dacă Soarele este mai puternic decât Pământul, atunci de ce nu cade Luna? De ce puterea centrului Universului nu este capabilă să atragă acest luminar de noapte? Capabil. Atractia soarelui este de doua ori mai puternica decat a pamantului. Dar planeta noastră nu permite ca Lunii să cadă pe Soare. Deși atrage luna spre mai slab, ea este lângă ea. Această proximitate compensează influența Soarelui. Și luna nu zboară departe de orbită pentru a cădea pe suprafața solară.
Echilibrează cele două forte diferite distanta de atractie. Dar oamenii de știință demonstrează că luna se îndepărtează de noi în fiecare an. Luna se îndepărtează de Pământ cu 3-4 cm pe an, acest lucru este imperceptibil la scara vieții umane. Cu toate acestea, cu cât satelitul se îndepărtează mai mult de Pământ, cu atât planeta noastră va exercita mai puțină forță asupra acestuia, iar influența Soarelui va crește.
Până acum, singurul satelit al planetei noastre se învârte în jurul nostru, iar Pământul, împreună cu satelitul său, se învârte în jurul Soarelui. Forța solară asigură faptul că aceste două corpuri nu se mișcă în linie dreaptă, ci merg pe o orbită curbă. Pentru mai multă putere, lumina zilei nu este suficientă.
De ce nu cade luna pe pământ? Răspuns scurt
3 puncte de răspuns „De ce nu cade pe Pământ?”:
1. Este ținută de gravitație. Dacă nu există, atunci Luna va zbura în spațiu deschis.
2. Din căderea pe Pământ, Luna este protejată de atracția solară. Puterea acestui luminar este de două ori mai puternică, dar satelitul nostru este mai aproape de planeta sa. Acest lucru egalizează impactul a două corpuri mari.
3. Mișcarea împiedică căderea lunii. Dacă se oprește, va cădea la pământ.
Chiar dacă presupunem că steaua nopții s-a oprit și a început să cadă pe suprafața pământului, atunci se va elibera o energie uriașă care va distruge luna. Drept urmare, satelitul nostru va înceta să mai fie un corp solid.
Aici am decis să fac o selecție de răspunsuri la cele mai complicate întrebări despre Lună. Scrie întrebări noi și răspunsurile tale în comentariile din partea de jos a paginii!
1. De ce nu cade luna pe pământ?
Din același motiv pentru care toate planetele nu cad în Soare - forța centrifugă care apare atunci când Luna se mișcă în jurul Pământului compensează forța gravitațională dintre Pământ și Lună. Dar dacă Luna este oprită în raport cu Pământul, va cădea.
2. Soarele trage luna de 2,2 ori mai puternic decât pământul. De ce nu zboară Luna departe de Pământ spre Soare?
Acest lucru se datorează faptului că Luna și Pământul se mișcă împreună pe orbită în jurul Soarelui, iar forța centrifugă generată de mișcarea Lunii în jurul Soarelui compensează forța gravitațională a Soarelui. Dacă, de exemplu, Pământul este îndepărtat, Luna se va învârti în jurul Soarelui pe aproape aceeași orbită în care se învârte cu Pământul în jurul Soarelui.
3. Luna se îndepărtează de pământ cu aproximativ 4 cm anual. Poate că acest lucru se datorează faptului că Soarele atrage Luna mai puternic decât Pământul?
Nu cu siguranță în acest fel. Îndepărtarea Lunii de pe Pământ este o consecință a accelerației mareelor. Sensul fenomenului este următorul. Pământul se învârte în jurul axei sale cu o perioadă de 24 de ore, în timp ce Luna se învârte în jurul Pământului cu o perioadă de 27,3 zile. Drept urmare, câmpul gravitațional al Pământului împinge Luna (părți individuale ale Pământului care se rotește rapid trage Luna care zboară încet), adică își dă energia mișcării Lunii în jurul Pământului. Această energie accelerează Luna, ceea ce înseamnă că își ridică orbita.
4. Și ce, Luna va zbura apoi complet departe de Pământ?
Nu va zbura departe :) Luând energia de rotație a Pământului pentru a-și ridica orbita, Luna încetinește rotația Pământului. Din această cauză, Pământul încetinește rotația în jurul axei sale și orbita geostaționară (adică orbita în care viteza satelitului peste planetă este egală cu viteza de rotație a planetei) a Pământului se ridică. La final, Luna va fi pe orbită geostaționară și va veni fenomenul de sincronizare completă în care Luna și Pământul se vor privi unul pe celălalt doar cu o singură față. Acesta este un stat stabil și va continua miliarde de ani. Și numai într-un viitor foarte îndepărtat, influența Soarelui nostru (sau a unui alt obiect) poate încetini rotația reciprocă a perechii Lună-Pământ și Luna va cădea pe Pământ.
5. Au fost americanii sau nu pe Lună?
Relevanţă:
Pe 12 aprilie, țara noastră își amintește un eveniment grandios - un zbor cu echipaj în spațiu. La lecții am discutat și despre tema spațiului, am desenat imagini. Și profesorul ne-a rugat să pregătim reportaje interesante despre spațiu. Prin urmare, am ales acest subiect anume, deoarece este interesant pentru mine. Și în ajunul acestei sărbători de Ziua Cosmonauticii, acest lucru este relevant pentru noi, cred că veți fi și voi interesați.
Ipotezele mele:
Acasă, am scos enciclopedia „Corpurile Cerești” și am început să citesc. Apoi m-am întrebat, poate că luna poate cădea peste noi? I-am răspuns că, probabil, Luna ar cădea dacă s-ar apropia de Pământ. Sau poate că ceva o ține cu Pământul, ca să nu cadă și să nu zboare.
Scopul si obiectivele muncii mele:
Am decis să studiez literatura mai în detaliu, cum s-a format Luna, cum afectează Pământul, ce îl leagă de Pământ și de ce Luna nu zboară în spațiu și nu cade pe Pământ. Și iată ce am aflat.
Introducere
În astronomie, un satelit este un corp care se învârte în jurul unui corp mare și este ținut de forța de atracție a acestuia. Luna este satelitul Pământului. Pământul este un satelit al Soarelui. Luna este un corp ceresc dur, rece, sferic, care este de 4 ori mai mic decât Pământul.
Luna este cel mai apropiat corp ceresc de Pământ. Dacă ar fi posibil, atunci un turist ar merge pe Lună timp de 40 de ani
Sistemul Pământ-Lună este unic în sistemul solar, deoarece nicio planetă nu are un satelit atât de mare. Luna este singurul satelit al Pământului.
Este mai bine vizibilă cu ochiul liber decât orice planetă printr-un telescop. Satelitul nostru este plin de multe mistere.
Luna este până acum singurul corp cosmic care a fost vizitat de om. Luna se învârte în jurul Pământului în același mod în care Pământul se învârte în jurul Soarelui (vezi Fig. 1).
Distanța dintre centrele Lunii și Pământ este de aproximativ 384467 km.
Cum arată luna?
Luna nu seamănă deloc cu Pământul. Nu există aer, apă, viață. Concentrația gazelor de lângă suprafața Lunii este echivalentă cu un vid profund. Din cauza lipsei de atmosferă, întinderile sale sumbre și prăfuite se încălzesc până la + 120 ° C în timpul zilei și îngheață noaptea sau doar la umbră până la - 160 ° C. Cerul de pe Lună este întotdeauna negru, chiar și în timpul zilei. Discul uriaș al Pământului arată de pe Lună de mai mult de 3,5 ori decât Luna de pe Pământ și atârnă aproape nemișcat pe cer (vezi Fig. 2).
Întreaga suprafață a lunii este plină de pâlnii, care se numesc cratere. Le puteți vedea privind luna într-o noapte senină. Unele cratere sunt atât de mari încât ar putea încăpea un oraș uriaș. Există două opțiuni principale pentru formarea craterelor - vulcanice și meteoritice.
Suprafața lunară poate fi împărțită în două tipuri: teren montan foarte vechi (continentul lunar) și mări lunare relativ netede și mai tinere.
Mările lunare, care alcătuiesc aproximativ 16% din întreaga suprafață a Lunii, sunt cratere uriașe rezultate în urma coliziunilor cu corpurile cerești care au fost ulterior inundate cu lavă lichidă. Mări lunare Au fost date nume: Marea Crizei, Marea Abundenței, Marea Linistei, Marea Ploilor, Marea Norilor, Marea Moscovei și altele.
În comparație cu Pământul, Luna este foarte mică. Raza Lunii este de 1738 km, volumul lunii este de 2% din volumul Pământului, iar aria este de aproximativ 7,5%
Cum s-a format Luna?
Luna și Pământul au aproape aceeași vârstă. Iată una dintre versiunile formării lunii.
1. La scurt timp după formarea Pământului, un imens corp ceresc s-a prăbușit în el.
2. De la impact, s-a spart în multe fragmente.
3. Sub influența gravitației (atracției) Pământului, fragmentele au început să se învârtească în jurul lui.
4. De-a lungul timpului, fragmentele s-au adunat, iar din ele s-a format Luna.
Fazele lunii
Luna își schimbă aspectul în fiecare zi. Mai întâi, o semilună îngustă, apoi Luna se îngrașă și după câteva zile devine rotundă. Pentru încă câteva zile, luna plină devine treptat din ce în ce mai mică și din nou devine ca o secera. Semiluna este adesea numită lună. Dacă secera este întoarsă cu o convexitate spre stânga, ca litera „C”, atunci se spune că Luna este „îmbătrânită”. După 14 zile și 19 ore după luna plină, vechea lună va dispărea complet. Luna nu se vede. Această fază a lunii se numește „lună nouă”. Apoi, treptat, Luna dintr-o semilună îngustă întoarsă la dreapta se transformă din nou în Lună plină.
Pentru ca luna să „crească” din nou, este necesară aceeași perioadă de timp: 14 zile și 19 ore. Schimbarea aspectului lunii, de ex. schimbarea fazelor lunare, de la lună plină la lună plină, are loc la fiecare patru săptămâni, mai precis timp de 29 de zile și jumătate. Aceasta este o lună lunară. A servit drept bază pentru compilare calendar lunar. În timpul lunii pline, luna este întoarsă spre Pământ cu partea iluminată, iar în timpul lunii noi, cu partea neluminată. Întorcându-se în jurul Pământului, luna se întoarce spre el fie ca o suprafață complet iluminată, fie ca o suprafață parțial iluminată, fie ca una întunecată. De aceea, aspectul Lunii se schimbă constant în timpul lunii.
Flux și reflux
Forțele gravitaționale dintre Pământ și Lună provoacă unele efecte interesante. Cel mai faimos dintre ele este mareele mării. Diferența dintre nivelurile de maree înaltă și joasă în spațiile deschise ale oceanului este mică și se ridică la 30–40 cm.Totuși, în apropierea coastei, din cauza incursiunii unui maree pe un fund solid, valul crește înălțimea ei în același mod ca valurile obișnuite ale vântului din surf.
Având în vedere direcția de rotație a Lunii în jurul Pământului, este posibil să se formeze o imagine a valului de maree care urmează oceanului. Amplitudinea maximă a unui val de maree pe Pământ este observată în Golful Fundy din Canada și este de 18 metri.
Explorarea lunii
Luna a atras atenția oamenilor încă din cele mai vechi timpuri. Invenția telescoapelor a făcut posibilă distingerea detaliilor mai fine ale reliefului (forma suprafeței) Lunii. Una dintre primele hărți lunare a fost întocmită de Giovanni Riccioli în 1651, el a dat nume și zonelor întunecate mari, numindu-le „mări”, pe care le folosim și astăzi. În 1881, Jules Janssen a alcătuit un detaliat „Atlasul fotografic al Lunii”.
De la început era spatiala cunoștințele noastre despre Lună au crescut semnificativ. Luna a fost vizitată pentru prima dată de nava spațială sovietică Luna-2 pe 13 septembrie 1959.
Pentru prima dată am putut să mă uit reversul a Lunii în 1959, când stația sovietică Luna-3 a zburat peste ea și a fotografiat o parte din suprafața ei invizibilă de pe Pământ.
Programul american de zbor uman către Lună a fost numit „Apollo”.
Prima aterizare a avut loc pe 20 iulie 1969, iar prima persoană care a pus piciorul pe suprafața Lunii a fost americanul Neil Armstrong. Șase expediții au vizitat Luna, dar ultima dată a fost în 1972, deoarece expedițiile sunt foarte scumpe. De fiecare dată, două persoane au aterizat pe el, care au petrecut până la trei zile pe lună. În prezent se pregătesc noi expediții.
De ce nu cade luna pe pământ?
Luna ar cădea instantaneu pe Pământ dacă ar fi staționară. Dar Luna nu stă pe loc, se învârte în jurul Pământului.
Când aruncăm un obiect precum o minge de tenis, gravitația o trage spre centrul pământului.Chiar și o minge de tenis aruncată cu viteză mare va cădea în continuare la pământ, dar imaginea se va schimba dacă obiectul este mult mai departe și se mișcă. mult mai repede.
Experienta mea:
I-am pus această întrebare tatălui meu și mi-a explicat-o cu un exemplu simplu. Am legat o radieră obișnuită de un fir. Imaginează-ți că tu ești Pământul, iar radiera este luna și începe să o rotești. Radiera de pe fir îți va sparge literalmente din mână, dar firul nu o va lăsa să plece. Luna este atât de departe și se mișcă atât de repede încât nu cade niciodată în aceeași direcție. Chiar și căzând constant, luna nu va cădea niciodată pe pământ. În schimb, se mișcă în jurul pământului pe o cale constantă.
Dacă rotim radiera foarte puternic, firul se va rupe, iar dacă o rotim încet, radiera va cădea.
Concluzionăm: dacă luna s-ar mișca și mai repede, atunci ar depăși gravitația pământului și ar zbura în spațiu, dacă luna s-ar mișca mai încet, gravitația ar trage-o spre pământ. Acest echilibru fin al gravitației creează ceea ce numim o orbită, unde corpul ceresc mai mic orbitează constant în jurul celui mai mare.
Forța care împiedică Luna să „fugă” în timp ce se învârte este gravitația Pământului. Iar forța care împiedică căderea Lunii pe Pământ este forța centrifugă care apare atunci când Luna se rotește în jurul Pământului.
Încercând în jurul Pământului, Luna se mișcă pe orbită cu o viteză de 1 km/s, adică suficient de lent pentru a nu părăsi orbita și „zbura” în spațiu, dar și suficient de repede pentru a nu cădea pe Pământ.
Apropo...
Veți fi surprinși, dar de fapt Luna... se îndepărtează de Pământ cu o viteză de 3-4 cm pe an! Mișcarea Lunii în jurul Pământului poate fi imaginată ca o spirală care se desfășoară încet. Motivul unei astfel de traiectorii a Lunii este Soarele, care atrage Luna de 2 ori mai puternic decât Pământul.
Atunci de ce nu cade luna pe soare? Dar pentru că Luna, împreună cu Pământul, se rotește, la rândul său, în jurul Soarelui, iar acțiunea atractivă a Soarelui se petrece fără urmă pentru a transfera constant ambele corpuri de pe o cale directă pe o orbită curbă.
- Luna in sine nu straluceste, doar reflecta lumina soarelui care cade pe ea;
- Luna se rotește în jurul axei sale în 27 de zile pământești; în același timp, face o revoluție în jurul Pământului;
- Luna, învârtindu-se în jurul pământului, ne înfruntă mereu pe o parte, reversul ei rămâne invizibil pentru noi;
- Luna, deplasându-se de-a lungul orbitei sale, se îndepărtează treptat de Pământ cu aproximativ 4 cm pe an.
- Forța gravitației pe Lună este de 6 ori mai mică decât pe Pământ.
Prin urmare, este mult mai ușor pentru o rachetă să decoleze de pe Lună decât de pe Pământ.
Este posibil ca în curând pe zborurile interplanetare îndepărtate nave spațiale va fi trimis nu de pe Pământ, ci de pe Lună.
De la început secolul prezent China și-a anunțat că este pregătită să exploreze Luna, precum și să construiască acolo câteva baze lunare cu echipaj. După această declarație, organizațiile spațiale ale țărilor lider, și în special SUA (NASA) și ESA (Agenția Spațială Europeană) și-au lansat din nou programele spațiale.
Ce va veni din asta?
Să vedem în 2020. Pentru acest an, George Bush a plănuit să aterizeze oamenii pe Lună. Această dată este cu zece ani înaintea Chinei, deoarece programul lor spațial spunea că crearea de baze lunare locuite și aterizarea oamenilor pe ele va avea loc abia în 2030.
Luna este cel mai studiat corp ceresc, dar pentru o persoană încă mai păstrează o mulțime de mistere: poate este baza civilizațiilor extraterestre, poate că viața pe Pământ ar fi complet diferită dacă nu ar exista lună, poate în viitor o persoană se va instala pe luna...
Concluzii:
Așadar, am aflat că Luna este un satelit natural al Pământului, se învârte în jurul planetei noastre și, împreună cu Pământul, se mișcă pe orbită în jurul Soarelui;
- întrebarea originii lunii este încă controversată;
Modificările de formă ale lunii se numesc faze. Ele există doar pentru noi
Una dintre presupunerile mele s-a dovedit a fi corectă, Luna ține cu adevărat ceva, iar aceasta este gravitația și forța centrifugă a Pământului.
Și cealaltă presupunere a mea că Luna va cădea dacă se apropie de Pământ nu este pe deplin corectă. Luna va cădea pe Pământ atunci când Luna încetează să se rotească, este staționară, atunci forța centrifugă nu va funcționa.
Studiind enciclopediile și internetul, am învățat o mulțime de lucruri noi și interesante. Cu siguranță voi împărtăși aceste descoperiri colegilor mei în lecția despre lumea din jurul nostru.
Am reușit să dezvăluim câteva dintre misterele Lunii, dar asta nu a făcut-o mai puțin interesantă și atractivă!
Referinte:
1. „Spațiu. Atlasul de supernove al universului”, M., „Eksmo”, 2006.
2. Nou enciclopedie școlară„Corpurile cerești”, M., „Rosmen”, 2005
3. „De ce” Enciclopedia pentru copii, M., „Rosmen”, 2005
4. „Ce este? Cine este?" enciclopedia copiilor, M.,” Pedagogie -
Presă" 1995
5. Internet - cărți de referință, imagini despre spațiu.
Efectuat: elev clasa 3B
Khaliullin Ildar
supraveghetor: Sakaeva G.Ch.
MOU școala gimnazială №79, Ufa
