Почему земля не улетает солнца. Почему не падают планеты. Что такое центробежная сила
Почему система Земля-Луна не падает на Солнце?
Притяжение Солнцем
системы Земля-Луна
очень велико.
Почему же эта система не падает на Солнце?
Ведь масса Солнца в 329000 раз больше суммарной массы Земли и Луны.
Приливы , вызываемые взаимным притяжением Земли и Луны, сильнее солнечных. Солнце вызывает и сравнительно слабые приливы и отливы в системе Земля-Луна, вытягивая орбиту Луны вокруг Земли и сжимая ее с боков.
Приливные действия со стороны Солнца слабы, потому, что зависят от РАЗНОСТИ сил, действующих на ближнюю и дальную стороны притягивающихся объектов, а размеры этих объектов малы по сравнению с расстоянием до Солнца.
В то же время притяжение Солнцем ВСЕЙ СИСТЕМЫ Земля-Луна ЦЕЛИКОМ очень велико.
Почему же она не падает на Солнце? Ведь масса Солнца в 329000 раз больше суммарной массы Земли и Луны. Конечно, упала бы прямо на Солнце, если бы Земля остановилась на орбите, а не двигалась бы, как сейчас, вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду. (С такой скоростью можно на машине доехать до Самары за 7 секунд!). А если бы не притяжение Солнца, Земля улетела бы по касательной к своей орбите. Солнце препятствует этому и заставляет все тела Солнечной системы вращаться вокруг него.
Почему же тела Солнечной системы вращаются по орбитам с такими большими скоростями?
Потому, что Солнечная система образовалась из быстро вращавшегося облака. Увеличение его угловой скорости явилось следствием гравитационного сжатия облака к своему центру масс, в котором впоследствии образовалось Солнце. Еще до сжатия облако уже имело угловую и поступательную скорости. Поэтому Солнечная система не только вращается, но и движется в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 20 километров в секунду. И Земля с Луной также участвуют в этом движении.
В чем причина поступательного и вращательного движений облака до начала его гравитационного сжатия? «Наше» облако - небольшая часть одного из огромных газопылевых комплексов, заполняющих нашу Галактику. Из многочисленных причин, вызывающих сложное движение этих комплексов, назовем несколько основных.
Нетвердотельное вращение Галактики. Галактика - не твердое тело. Скорость вращения той части комплекса, которая ближе к центру Галактики, больше той, которая дальше, возникает пара сил, поворачивающая газовопылевой комплекс.
Магнитные поля Галактики. Газовая составляющая содержит ионы, а пылевая - железо и другие металлы. Взаимодействуя со сложными галактичскими полями, комплексы движутся вдоль магнитных силовых линий.
Взрывы сверхновых звед. Сбрасываемое во время взрыва вещество сверхновой разгоняет окружающее гозопылевое вещество со скоростми в тысячи километров в секунду. Менее эффективно действуют «новые» и другие звезды, сбрасывающие атмосферы.
Звездный ветер. Горячие гигантские звезды своим звездным ветром разгоняют газопылевое вещество, из которого они образовались,
Причин много. В Галактике все объекты имеют свои собственные вращательные и поступательные скорости.
Проблема, о которой говорится в данной заметке, относится к задачам космогонии. Над ней голову ломали ученые с момента общего понимания устройства нашей Солненой системы. Как минимум лет триста этой проблеме. Сейчас, в целом, задача качественно решена. Об этом и написана познавательная заметка Рахиль Менашевны.
Однако до сих пор остается множество загадок, особенно в количественном исчислении параметров Солнечной системы. О части этих загадкок уже писалось у нас. Часть из них описывала Рахиль Менашевна. Например, почему на Земле много воды, и как эта вода к нам попала.
Очень бы хотелось понять, как происходило образование нашего Солнца и Солнечной системы. Но эта проблема, возможно, до конца решена не будет никогда. Период обращения Солнца вокруг центра Галактики примерно 250 миллионов лет. За время жизни Солнца, а это примерно 4.5 миллиарда лет Солнце сделало 16-17 оборотов. За это время, по всей видимости, наше Солнце разошлось очень далеко со своими сестрами, которые родились вместе с ней. Поэтому для того, чтобы разобраться с начальными условиями, надо бы установить, какие звезды являются сестрами нашему Солнцу. Но, к сожалению, мы пока этого сделать не можем. А было бы здорово сказать - вон та звезда родилась из того же облака, что и Солнце, а вот эта была рядом с ним во время рождения.
Вот к примеру, в радиусе 15 световых лет от Солнца имеются две системы с белым карликом. Это Сириус и Процион. Эти системы похожи друг на друга. Они родились вместе с Солнцем или нет?
Ваш неожиданный вопрос меня тоже заинтересовал. Думаю, что предположение об образовании Сонца, Сириуса и Проциона из одного общего облака соответствует действительности.
Еще я нашла в справочнике П.Г. Куликовского, что эти звезды имеют довольно маленькие относительные лучевые скорости: приближаются к Солнцу со скоростями 8 и 3 км/с соответственно, в то время как большинство лучевых скоростей звезд лежат в пределах 20 - 30 км/с. Возможно, эти звезды так и вращаются вместе вокруг центра Галактики.
Цель моих коротких статей - объяснить суть рассматриваемых явлений. Я могла бы их дополнить многими подробностями, но стараюсь этого не делать, еще больше подробностей можно было бы взять из литературы, а еще бльше, как Вы справедливо заметили, науке неизвестны.
Уважаемая RMR_stra ! Очень интересная информация! У меня достаточно давно крутится одна идея!
Предположим, что Сириус или Процион были рождены с Солнцем из одного и того же облака. Возраст Солнца мы знаем. Это около 4.5 миллиардов лет. Это примерно половина срока жизни Солнца. Белые карлики не могут иметь массу, превышающую массу Солнца в два раза. Скорее где-то 1.5 массы Солнца. Но звезды с массой в два-полтора раза больше солнечной и живут во столько же раз меньше, чем Солнце, примерно, конечно. Но это означает, что белые карлики в системах Сатурна и Проциона появились совсем недавно. Возможно, что сброс оболочки этих звезд видели наши предки в виде каких-то грандиозных небесных фейерверков. Есть так называемый диск из Небры . По оценке ему порядка 5000 лет. На нем есть какие-то дуги на звездном небе. Сброшенная оболочка должна была бы на небе Земли выглядеть такими сверкающими дугами. На диске дуги соседствуют, как считают, с семью звездами Плеяд. А они как раз располагаются практически в том же секторе неба, что и Сириус и Процион.
Более того, можно даже предположить, что достижение сброшенной оболочкой Солнечной системы через несколько сотен лет после сброса, могло вызвать в атмосфере Земли усиленную конденсацию влаги (за счет увеличения потока заряженных частиц), т.е. дождь. Такой дождь мог длиться все время, за которое центральная чать оболочки проходит Землю. А это время должно исчисляться несколькими десятками дней.
Земля, как и другие планеты, вращается вокруг Солнца по своей орбите, которая имеет форму эллипса. Хорошо знакомый со школьной программы закон тяготения гласит о взаимном притяжении таких огромных астрономических тел как Солцне и Земля.
Причем тело с меньшей массой двигается в сторону тела с большой массой. Согласно этого закона наша Земля должна упасть на Солнце. Давайте выясним, почему Земля не падает на Солнце , и за счет какой сдерживающей силы этого не происходит!
Сила удерживающая планету Земля от падения на Солнце
Оказывается, что само по себе падение существует, причем постоянно! Да, Земля находится в состоянии постоянного падения в сторону Солнца. И если бы Земля не вращалась вокруг Солнца, — это бы давно уже произошло.
Противодействующей силой, которая препятствует падению является ни что иное, как центробежная сила, которая возникает вследствие движения Земли по своей орбите вокруг Солнца.
И эта сила, как вы уже догадались, всегда равна силе притяжения. То есть скорость 30 км/с, с которой Земля движется по своей орбите, создает силу, которая постоянно отклоняет траекторию полета Земли от перпендикулярно направленного падения в сторону Солнца.
Вдумайтесь как отлажен этот механизм, создающий этот неизменный баланс сил, который существует более чем 5 млрд. лет. В случае если бы скорость была больше, мы бы постоянно отклонялись от Солнца, и в случае уменьшения ровным счетом наоборот.
Расчет гравитационной силы между Землей и Солнцем
Можно ли посчитать эту самую силу притяжения, которая возникает между Землей и Солнцем? Конечно. Для этого достаточно знать их массы, взаимное расстояния друг от друга и постоянную гравитационную константу. Стоит отметить, что расстояния между планетами и Солнцем приводится в справочниках усредненные. На самом деле из-за эллипсообразных форм орбит это расстояние в течении года для каждой планеты разное относительно Солнца.
Все то же эффект заставляет быть на своих орбитах и другие планеты Солнечной системы. Отличие состоит лишь в силах притяжения. Для каждой планета присуще своя орбитальная скорость, которая создает противодействующую центробежную силу равной силе притяжения.
Тёплый солнечный свет, без которого жизнь на Земле была бы невозможна - ещё и хитрый способ Солнца нас уничтожить. С помощью света звезда заставляет нас и нашу планету медленно падать на себя, чтобы в итоге поглотить. Этот процесс объясняется эффектом Пойнтинга-Робертсона и касается всех объектов Солнечной Системы, особенно мелких.
Всё объекты, принадлежащие нашей планетной системе, плавно и медленно вращаются по спирали, с каждым витком становясь к Солнцу всё ближе и ближе.
Эффект Пойнтинга-Робертсона подчиняется тому же принципу, который используется в лабораториях для нагрева крохотных частиц вещества при помощи лазера - частицы излучают энергию света во всех направлениях, даже если получили её только из одного источника. Поднесите кусок железа к огню: горячее будет та сторона, которая обращена к пламени напрямую, но тем не менее, если вы притронетесь к противоположной стороне куска, то почувствуете, что она тоже тёплая. Хотя степень, в которой объект излучает тепло, зависит от теплопроводности вещества, его размеров и источника тепла, почти каждый объект будет излучать тепло, полученное от источника. Орбитальные частицы получают энергию только из одного источника - Солнца - а излучают её во всех направлениях. Поэтому излучаемая энергия легонько подталкивает их к Солнцу.
Но почему же частицы падают на Солнце? Ведь удары солнечных фотонов, наоборот, должны отталкивать их в противоположную сторону. Так было бы, если бы частицы были неподвижны, но они вращаются. Для примера представьте, что стоите под вертикальным дождём. Пока вы просто стоите, дождь не вступает в конфликт с вашими движениями. Но как только вы начнёте движение, дождь словно перестаёт быть вертикальным. Начинает казаться, что он льёт под небольшим углом и бьёт вас по лицу. С частицами - тот же случай. Когда частицы движутся вокруг Солнца, они вступают в конфликт с солнечной энергией. Вместо того, чтобы просто двигаться в нейтральном направлении, частицы притягиваются к Солнцу, как дождь к вашему лицу. Если бы частицы могли излучать энергию только в одном направлении, они бы просто набирали всё большую скорость, но так как они излучают во всех направлениях, то в целом замедляются. А когда они замедляют свою орбиту, то попадают во власть солнечного притяжения.
Вот такую хитрую ловушку создало Солнце для нас с вами. Конечно, его близость даёт нам тепло и энергию для поддержания жизни, но Земля рано или поздно замедлится и в итоге упадёт на свою звезду. Конечно, космической пыли в этом плане приходится сложнее, чем планетам, но мы тоже по спирали приближаемся к концу.
Крупнейшие научные открытия 2014-го года
10 главных вопросов о Вселенной, ответы на которые учёные ищут прямо сейчас
Были ли американцы на Луне?
У России нет возможностей для освоения человеком Луны
10 способов, которыми открытый космос может убить человека
Посмотрите на этот впечатляющий вихрь мусора, которым окружена наша планета
Посмотрите вверх, там потолок или небо. Посмотрите вниз, там пол или земля. Мы употребляем слова «верх» и «низ» десятки раз в день, не задумываясь об их значении. Мы говорим: «То, что подбросишь вверх, обязательно упадет вниз». Мяч взлетает к небу и падает после этого вниз. Но вот мы видим в небе множество звезд. Почему они, как мяч, не падают вниз?
Что такое верх и низ
Минуточку! Действительно ли слова «верх» и «низ» обозначают то, что мы им приписываем? Если мы перелетим на Южный полюс, в Антарктиду, то нам отнюдь не придется ходить там вниз головой. Куда бы мы ни попали на Земле, везде сверху будет небо, а под ногами твердая почва.
То, что мы называем «низ», имеет самое непосредственное отношение к силе тяготения (гравитации). Предметы падают по направлению к земле - мы называем это «низ», потому что их притягивает гравитация, находящаяся у нас под ногами. Но если мы удалимся от Земли в космическом корабле, то понятия «верх» и «низ» потеряют свое значение. Во время космического полета существует только огромное пустое пространство между планетами и звездами. Падающие или «летящие» звезды - это на самом деле метеориты, осколки камня или льда, притянутые из космоса к Земле силой ее тяготения
Космос, притяжение, верх и низ
В космосе невозможно определить - где верх, а где низ . Поскольку в космосе действительно нет силы тяжести, то космонавт не в состоянии определить, где верх, а где низ. Космонавт может ходить по потолку корабля или по полу. При этом он не будет ощущать никакой разницы: «верх» и «низ» появляются тогда, когда мы каким – либо образом ориентированы в гравитационном поле, то есть в поле тяготения. Как только гравитация уменьшается или практически исчезает, теряют смысл понятия «верх» и «низ».
Все, однако, меняется во время посадки космического корабля. Начинает проявляться сила земного тяготения. Когда корабль приближается к Земле, космонавт сразу вспоминает, где верх, а где низ. Каждая планета, как и каждая звезда, обладает силой притяжения. Гигантская гравитация - это та сила, которая удерживает на орбите вокруг Солнца девять планет нашей Солнечной системы, включая и Землю.
Так а звезды почему не падают?
Звезды ночного неба - это космические тела, удаленные от нас на триллионы и триллионы километров. Притяжение между ними и Землей пренебрежимо мало. Но если бы когда – нибудь эти звезды приблизились к Земле, то она упала бы на звезды, притянутая их гигантским притяжением, а не наоборот. Так что, увы! Звезды не падают и не упадут на Землю. На Землю падают только метеориты - эти куски скал или льда, которые люди принимали за звезды. Романтично, но неверно.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Закон всемирного тяготения говорит нам о том, что все тела находятся между собой в гравитационном взаимодействии, то есть взаимно притягиваются друг к другу. Причем сила, с которой одно тело притягивает к себе другое, прямо пропорциональна массе этого тела. Если массы тел несопоставимы друг с другом, и одно тело в сотни или тысячи раз тяжелее другого, то более тяжелое тело полностью притянет к себе легкое.
Каждый день мы видим, как какой-нибудь предмет падает на землю. Это планета Земля как физическое тело притягивает к себе вещь, потерявшую опору.
Но ведь Земля и сама находится вблизи от еще более тяжелого небесного тела - Солнца. Масса Солнца в 333 000 больше массы Земли, так почему Земля не падает на Солнце?
Все дело в том, что сила, с которой Земля притягивается к Солнцу, уравновешивается центробежной силой, действующей на Землю при ее движении по окружности вокруг Солнца.
Что такое центробежная сила
Центробежная сила - это сила, которая воздействует на тела при их вращательном движении по окружности. При этом вращающееся тело стремится улететь от центра этой окружности с постоянным ускорением. Центробежное ускорение зависит от скорости вращения тела. Чем выше скорость, тем больше ускорение.
Показательный пример. Возьмем шарик, подвешенный на веревочке. В спокойном состоянии шарик под воздействием гравитационной силы Земли висит на веревке в направлении вертикально вниз. Это на него действует сила притяжения Земли. Полностью упасть на землю ему не дает только сила натяжения нити.
Если шарик раскрутить в горизонтальной плоскости с большой скоростью, на него начнет действовать центробежная сила. Шарик больше не будет висеть вертикально вниз, а станет вращаться в горизонтальной плоскости и как будто удаляться от центра вращения. Можно даже физически ощутить, как вращающийся шарик растягивает веревку. А удерживает шарик около центра вращения все та же сила натяжения нити. Если раскрутить шарик до такой скорости, что центробежная сила станет больше силы натяжения нити, то нить порвется, и шарик улетит по прямой, перпендикулярной радиусу его вращения. Но при этом вращаться дальше он не будет, центробежная сила исчезнет и, пролетев немного, шарик упадет на землю (сами понимаете, почему).
Центробежная сила вращения Земли
Аналогичное взаимодействие наблюдается и при движении Земли вокруг Солнца. Центробежная сила, действующая на Землю при ее вращении, удаляет ее от центра вращения (то есть от Солнца). Но если Земля прекратит вращаться вокруг Солнца и остановится, то Солнце притянет ее к себе.
С другой стороны, сила притяжения Солнца уравновешивает центробежную силу вращения Земли. Солнце притягивает Землю, Земля не может улететь от центра своего вращения и движется по постоянной орбите вокруг Солнца. Но если скорость вращения Земли многократно увеличится, и центробежная сила превысит силу притяжения Солнца, то Земля улетит в открытый космос и какое-то время будет лететь как комета, пока не попадет под притяжение другого тела с еще большей массой.
