Месечината не одлета од земјата затоа што... Планинското небо е за вас! Како изгледа месечината

Според законот универзална гравитацијаЊутн, сите материјални предмети се привлекуваат еден кон друг, со сила директно пропорционална на производот на нивните маси и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив. Па, не размислувајте многу за тоа. Знам колку не сакаш да го правиш ова. Следно ќе објаснам се подетално! Значи, имајте на ум дека кога скокате, Земјата ве повлекува назад, истото се случува и со Земјата, вие исто така ја привлекувате кон себе. Но, тоа не се забележува, бидејќи вашата маса е занемарлива во споредба со масата на земјата!
Сега да отстраниме сè: воздухот, Сонцето, сателитите, другите системи и објекти на универзумот. Да ги оставиме само експерименталните Месечина и Земјата!

Дали мислите дека во таков идеален систем Месечината ќе се судри со Земјата?
Па, во принцип, тоа треба да се случи, врз основа на горенаведениот закон, Земјата треба да ја привлече Месечината кон себе, Месечината да ја привлече Земјата кон себе, и тие ќе се обединат во една работа! Но, ова не се случува! Нешто е на патот! Сега да ме додадеме во нашиот систем! Па, за јасност, да ставиме камен во мојата рака! (така треба да биде)

Ве молиме имајте предвид дека јас сум веќе на Земјата, ме вовлекоа и не можам да побегнам од неа! И каменот во мојата рака сè уште посегнува по Земјата, но не дозволувам да биде привлечен... Се радувам на Земјата.
Значи, експериментот:
Лансирам камен со сета сила по површината на Земјата!

Тој лета на одредено растојание и со задоволство би одлетал во друг сончев систем доколку подмолната Земја не почнеше да го привлекува. Тој не можеше да му одолее на овој закон за универзална гравитација. Од што настрада и Њутн. Сигурно јаболкото му зададе прилично добра испакнатина! Па тоа...
Сега го лансирам овој камен со уште поголема сила... Па, накратко, со сета сила што ја лансирав!

Тој леташе околу половина од Земјата. Но, сепак, Земјата се покажа посилна и сепак го повлече!
Па што мислите...
Нема да се одморам на ова, сега го лансирав каменот со брзина од скоро 8000 m/s.
Камен лета во себе и си помислува: „Конечно, се оддалечувам од оваа тешка планета... Или не?... АААААААА Таа повторно ме привлекува кон неа...!“

Пред да имам време да погледнам назад, мојот камен леташе кон задниот дел од мојата глава... Што ако се спуштам? ... Очигледно, ќе лета понатаму на следната орбита!
Останува само да му дадеме на каменот втор космички и ќе видиме...

...Како камен ќе ја напушти орбитата, а можеби и Сончевиот систем, ако, се разбира, никој друг не го привлече!
Тоа е тоа!
Сонцето испадна дека е тука и нема никаква врска со тоа! Но, Месечината е истиот камен, и ако го успорите, сигурно ќе падне на Земјата!

месечина, природен сателитЗемјата, во процесот на нејзиното движење во вселената, е под влијание главно од две тела - Земјата и Сонцето. Во исто време, гравитацијата на сонцето е двојно посилна од гравитацијата на Земјата. Затоа, двете тела (Земјата и Месечината) се вртат околу Сонцето, блиску едно до друго.

Со двојна доминација на сончевата гравитација над земјината, кривата на движењето на Месечината треба да биде конкавна во однос на Сонцето во сите нејзини точки. Влијанието на блиската Земја, која значително ја надминува Месечината по маса, води до фактот дека искривувањето на лунарната хелиоцентрична орбита периодично се менува.

Движењето на Земјата и Месечината во вселената и промената на нивната релативна положба во однос на Сонцето се прикажани на дијаграмот.

Вртејќи се околу Земјата, Месечината се движи во орбитата со брзина од 1 км/сек, односно доволно бавно да не ја напушти својата орбита и да „лета“ во вселената, но и доволно брзо за да не падне на Земјата. Директно одговарајќи на авторот на прашањето, можеме да кажеме дека Месечината ќе падне на Земјата само ако не се движи во орбитата, т.е. Ако надворешни сили(некои космичка рака) запрете ја Месечината во нејзината орбита, таа природно ќе падне на Земјата. Сепак, ова ќе ослободи толку многу енергија што зборува за паѓање на Месечината на Земјата е како солиднанема потреба да.

И, исто така, со движењето на Месечината.

За јасност, моделот на движењето на Месечината во вселената е поедноставен. Во исто време, нема да изгубиме математичка и небесно-механичка строгост ако, земајќи поедноставна опција како основа, не заборавиме да го земеме предвид влијанието на бројните фактори што го нарушуваат движењето.

Под претпоставка дека Земјата е неподвижна, можеме да ја замислиме Месечината како сателит на нашата планета, чие движење ги почитува законите на Кеплер и се случува по елипсовидна орбита.Според слична шема, просечната вредност на ексцентричноста на лунарната орбита е e = 0,055 Полуголемата оска на оваа елипса е еднаква по големина на просечното растојание, т.е. 384.400 km Во апогеј, на најголемото растојание, ова растојание се зголемува на 405.500 km, а на перигеј (на најкратко растојание) е 363.300 km. Рамнината на лунарната орбита е наклонета кон рамнината на еклиптиката под одреден агол.

Погоре е дијаграм што објаснува геометриско значењеелементи од орбитата на Месечината.

Елементите на орбитата на Месечината го опишуваат просечното, непречено движење на Месечината,

Меѓутоа, влијанието на Сонцето и планетите предизвикува орбитата на Месечината да ја промени својата позиција во вселената. Линијата на јазли се движи во еклиптичката рамнина во насока спротивна на орбиталното движење на Месечината. Следствено, вредноста на должината на растечкиот јазол постојано се менува. Линијата на јазли завршува целосна ротација за 18,6 години.

Релевантност:

На 12 април нашата земја се сеќава на еден грандиозен настан - човечки лет во вселената. На часот исто така разговаравме за темата простор и цртавме слики. И наставникот побара од нас да подготвиме интересни извештаи за вселената. Затоа ја избрав оваа тема затоа што сам ме интересира. И во пресрет на овој празник „Ден на космонаутиката“, ова е актуелно за нас, мислам дека ќе ве интересира и вас.

Мои претпоставки:

Дома ја извадив енциклопедијата „Небесни тела“ и почнав да читам. Тогаш се запрашав, можеби Месечината ќе падне врз нас? Јас одговорив дека Месечината веројатно ќе падне ако се приближи до Земјата. Или можеби нешто го држи со Земјата, за да не падне и да не одлета никаде.

Целта и целите на мојата работа:

Решив подетално да ја проучувам литературата, како настанала Месечината, како таа влијае на Земјата, што ја поврзува со Земјата и зошто Месечината не лета во вселената и не паѓа на Земјата. И еве што дознав.

Вовед

Во астрономијата, сателит е тело кое се врти околу големо тело и се држи со силата на неговата гравитација. Месечината е сателит на Земјата. Земјата е сателит на Сонцето. Месечината е цврсто, студено, сферично небесно тело кое е 4 пати помало од Земјата.

Месечината е небесното тело најблиску до Земјата. Ако е можно, турист ќе одеше до Месечината 40 години

Системот Земја-Месечина е единствен во Сончевиот систем, бидејќи ниту една планета нема толку голем сателит. Месечината е единствениот сателит на Земјата.

Тоа е видливо со голо око подобро од која било планета преку телескоп. Нашиот сателит крие многу мистерии.

Месечината досега е единственото космичко тело посетено од човекот. Месечината се врти околу Земјата на ист начин како што Земјата се врти околу Сонцето (види слика 1).

Растојанието помеѓу центрите на Месечината и Земјата е приближно 384.467 km.

Како изгледа Месечината?

Месечината воопшто не е како Земјата. Нема воздух, нема вода, нема живот. Концентрацијата на гасови во близина на површината на Месечината е еквивалентна на длабок вакуум. Поради недостаток на атмосфера, неговите мрачни, правливи пространства се загреваат до + 120 ° C во текот на денот и замрзнуваат ноќе или само во сенка до - 160 ° C. Небото на Месечината е секогаш црно, дури и во текот на денот. Огромниот диск на Земјата изгледа од Месечината дека е повеќе од 3,5 пати поголем од Месечината од Земјата и виси речиси неподвижен на небото (види слика 2).

Целата површина на Месечината е прекриена со кратери наречени кратери. Можете да ги видите со внимателно гледање на Месечината во ведра ноќ. Некои кратери се толку големи што во нив може да се смести огромен град. Постојат две главни опции за формирање на кратери - вулкански и метеорит.

Површината на Месечината може да се подели на два вида: многу стар планински терен (лунарен континент) и релативно мазна и помлада лунарна марија.

Лунарната марија, која сочинува приближно 16% од површината на Месечината, се огромни кратери создадени од судири со небесни тела кои подоцна биле преплавени со течна лава. Лунарни морињабеа дадени имињата: Море на кризи, Море на изобилство, Море на спокојството, Море на дождови, Море на облаци, Московско море и други.

Во споредба со Земјата, Месечината е многу мала. Радиусот на Месечината е 1738 km, волуменот на Месечината е 2% од волуменот на Земјата, а површината е приближно 7,5%

Како се формирала Месечината?

Месечината и Земјата се речиси на иста возраст. Еве една верзија на формирањето на Месечината.

1. Набргу по формирањето на Земјата, огромно небесно тело удрило во неа.

2. Од ударот се распарчи на многу фрагменти.

3. Под влијание на гравитацијата (привлечноста) на Земјата, фрагментите почнале да се вртат околу неа.

4. Со текот на времето, фрагментите се споиле и ја формирале Месечината.

Фази на Месечината

Месечината го менува својот изглед секој ден. На почетокот полумесечината е тесна, потоа Месечината станува пополна и по неколку дена станува тркалезна. Уште неколку денови полна месечинапостепено станува сè помал и помал и повторно станува како срп. Полумесечината често се нарекува месец. Ако српот е свртен конвексен налево, како буквата „Ц“, тогаш велат дека Месечината „старее“. 14 дена и 19 часа по полната месечина, стариот месец целосно ќе исчезне. Месечината не е видлива. Оваа фаза на Месечината се нарекува „нова месечина“. Потоа постепено Месечината се претвора од тесна полумесечина свртена надесно во полна Месечина повторно.

За Месечината повторно да „расте“, потребен е истиот временски период: 14 дена и 19 часа. Промена на изгледот на Месечината, т.е. Промената на лунарните фази, од полна месечина до полна месечина, се случува на секои четири недели, поточно за 29 и пол дена. Ова е лунарен месец. Послужи како основа за составување месечев календар. За време на полна месечина, Месечината е свртена кон Земјата со нејзината осветлена страна, а за време на млада Месечина, со нејзината неосветлена страна. Вртејќи се околу Земјата, Месечината се свртува кон неа или како целосно осветлена површина, или како делумно осветлена површина или како темна површина. Затоа изгледот на Месечината континуирано се менува во текот на месецот.

Одливи и текови

Гравитационите сили меѓу Земјата и Месечината предизвикуваат интересни ефекти. Најпознатиот од нив е морски плимии плимата и осеката. Разликата помеѓу високите и ниските нивоа на плима во отворените простори на океанот е мала и изнесува 30-40 см. Меѓутоа, во близина на брегот, поради појавата на плимниот бран на тврдото дно, плимниот бран се зголемува во висина на ист начин како и обичните ветровити бранови на сурфањето.

Земајќи ја предвид насоката на ротација на Месечината околу Земјата, можно е да се создаде слика на плимниот бран кој го следи океанот. Максималната амплитуда на плимниот бран на Земјата е забележана во заливот Фанди во Канада и е 18 метри.

Истражување на Месечината

Месечината го привлекува вниманието на луѓето уште од античко време. Пронајдокот на телескопи овозможи да се разликуваат пофини детали од релјефот (обликот на површината) на Месечината. Една од првите мапи на Месечината била составена од Џовани Ричиоли во 1651 година, тој исто така им дал имиња на големи темни области, нарекувајќи ги „мориња“, кои сè уште ги користиме денес. Во 1881 година, Жил Јансен составил детален „Фотографски атлас на Месечината“.

Со почетокот вселенска еранашето знаење за Месечината значително се зголеми. Месечината првпат беше посетена од советското вселенско летало Луна 2 на 13 септември 1959 година.

За прв пат успеав да погледнам задната странаМесечината во 1959 година, кога советската станица Луна 3 ја прелета и фотографираше дел од нејзината површина невидлив од Земјата.

Американската мисија со екипаж на Месечината беше наречена Аполо.

Првото слетување се случи на 20 јули 1969 година, а првиот човек што стапнал на површината на Месечината е Американецот Нил Армстронг. Шест експедиции ја посетија Месечината, но последен пат беше во 1972 година, бидејќи експедициите се многу скапи. Секој пат, две лица слетувале на него и поминувале до три дена на Месечината. Во моментов се подготвуваат нови експедиции.

Зошто Месечината не паѓа на Земјата?

Месечината веднаш би паднала на Земјата доколку е неподвижна. Но, Месечината не стои, таа се врти околу Земјата.

Кога фрламе предмет, како што е тениско топче, гравитацијата го влече кон центарот на земјата.Дури и тениското топче фрлено со голема брзина сепак ќе падне на земја, но шемата ќе се промени доколку предметот е многу подалеку и се движат многу побрзо.

Моето искуство:

Го поставив ова прашање на татко ми и тој ми објасни едноставен пример. Врзавме обична гума за конец. Замислете дека вие сте Земјата, а гумата е Месечината и почнете да ја вртите. Бришачот на конецот буквално ќе ви откине од раката, но конецот нема да го испушти. Месечината е толку далеку и се движи толку брзо што никогаш не паѓа во иста насока. Дури и ако постојано паѓа, Месечината никогаш нема да падне на земја. Наместо тоа, се движи околу земјата по постојан пат.

Ако ја завртиме гумата многу силно, конецот ќе се скине, а ако полека ја завртиме, гумата ќе падне.

Заклучуваме: ако Месечината би се движела уште побрзо, би ја совладала гравитацијата на земјата и би летала во вселената; ако Месечината се движела побавно, гравитацијата би ја влечела кон земјата. Оваа прецизна рамнотежа на гравитациската брзина го создава она што ние го нарекуваме орбита, каде што помалото небесно тело постојано орбитира околу поголемото.

Силата што ја спречува Месечината да „избега“ за време на ротацијата е силата на гравитацијата на Земјата. А силата што го спречува Месечината да падне на Земјата е центрифугална сила, што се случува кога Месечината ротира околу Земјата.

Патем...

Ќе се изненадите, но всушност Месечината... се оддалечува од Земјата со брзина од 3-4 см годишно! Движењето на Месечината околу Земјата може да се замисли како спирала која полека се одмотува. Причината за оваа траекторија на Месечината е Сонцето, кое ја привлекува Месечината 2 пати посилно од Земјата.

Зошто тогаш Месечината не паѓа на Сонцето? Но затоа што Месечината, заедно со Земјата, ротира, пак, околу Сонцето, а привлечниот ефект на Сонцето целосно се троши на постојано пренесување на двете овие тела од права патека во крива орбита.

– Самата Месечина не свети, само ја рефлектира сончевата светлина што паѓа врз неа;

– Месечината ротира околу својата оска за 27 земјини денови; во исто време прави една револуција околу Земјата;

– Месечината, вртејќи се околу земјата, секогаш е свртена кон нас со едната страна, нејзината задна страна останува невидлива за нас;

– Месечината, движејќи се во својата орбита, постепено се оддалечува од Земјата за околу 4 см годишно.

– Силата на гравитација на Месечината е 6 пати помала отколку на Земјата.

Затоа е многу полесно ракетата да полета од Месечината отколку од Земјата.

Можно е дека наскоро на долги меѓупланетарни патувања вселенски бродовиќе бидат испратени не од Земјата, туку од Месечината.

Со почетокот овој векКина најави подготвеност да ја истражува Месечината, како и да изгради неколку населени лунарни бази таму. По оваа изјава, вселенските организации на водечките земји, а особено САД (НАСА) и ЕСА (Европската вселенска агенција), повторно ги лансираа своите вселенски програми.

Што ќе излезе од ова?

Ќе видиме во 2020 година. Токму оваа година Џорџ Буш планираше да спушти луѓе на Месечината. Овој датум е десет години пред Кина, бидејќи во нивните вселенска програмабеше речено дека создавањето на населени лунарни бази и слетувањето на луѓе на нив ќе се случи дури во 2030 година.

Месечината е најпроученото небесно тело, но за луѓето сè уште крие многу мистерии: можеби таа е основата вонземски цивилизации, можеби животот на Земјата би бил сосема поинаков да ја нема Месечината, можеби во иднина луѓето ќе се населат на Месечината...

Заклучоци:

Така, дознавме дека Месечината е природен сателит на Земјата, таа се врти околу нашата планета и заедно со Земјата се движи во орбитата околу Сонцето;

– прашањето за потеклото на Месечината сè уште останува контроверзно;

– промените во обликот на Месечината се нарекуваат фази. Тие постојат само за нас

Една од моите претпоставки се покажа како точна, Месечината навистина ја држи нешто, а тоа е гравитационата сила и центрифугалната сила на Земјата.

А другата моја претпоставка, дека Месечината ќе падне ако се приближи до Земјата, не е сосема точна. Месечината ќе падне на Земјата кога Месечината ќе престане да ротира и ќе биде неподвижна, тогаш центрифугалната сила нема да работи.

Проучувајќи енциклопедии и Интернет, научив многу нови и интересни работи. Дефинитивно ќе ги споделам овие откритија со моите соученици во лекцијата за светот околу нас.

Успеавме да решиме некои од мистериите на Месечината, но тоа не ја направи помалку интересна и привлечна!

Референци:

1. „Простор. Супернова атлас на универзумот“, М., „Ексмо“, 2006 година.

2. Ново училишна енциклопедија„Небесни тела“, М., „Росмен“, 2005 година

3. Детска енциклопедија „Почемучка“, М., „Росмен“, 2005 г.

4. „Што е тоа? Кој е тоа?" Детска енциклопедија, М., „Педагогија –

Притиснете „1995

5. Интернет - референтни книги, слики за вселената.

Завршено:Ученик од 3Б одделение

Калиулин Илдар

Супервизор:Сакаева Г.Ч.

Општинска образовна институција средно училиште бр. 79, Уфа

Еден антички Грк, наводно Плутарх, рекол: штом Месечината ќе забави, веднаш ќе падне на Земјата, како камен ослободен од прашка. Ова беше кажано уште кога паѓаа ѕвезди, а не метеорити. Седумнаесет века подоцна, Галилео, вооружен не само со уметноста на разумни генерализации, туку и со телескоп, продолжи: Месечината, велат тие, не успорува бидејќи се движи по инерција и очигледно ништо не го спречува ова движење. Го кажа тоа ненадејно и отворено. Уште двесте години подоцна, Њутн ги додаде своите два центи: велат, драги, ако Месечината се движеше само по инерција, таа ќе се движеше по права линија, откако одамна исчезна во бездната на Универзумот; Земјата и Месечината се држат една до друга со силата на меѓусебната гравитација, принудувајќи ја втората да се движи во круг. Покрај тоа, рече тој, гравитацијата, која најверојатно е основната причина за секое движење во Универзумот, е способна дури и да го забрза малку побавното движење на Месечината во одредени делови од елиптичната (кеплеровска) орбита... Сто години подоцна, Кевендиш, користејќи оловни топки и торзиони баланси, го докажал постоењето на меѓусебната сила гравитација. Тоа е се. Затоа, инерцијата и гравитацијата, принудувајќи ја Месечината да се движи во затворена орбита, се причините што ја спречуваат Месечината да падне на Земјата. Накратко, ако гравитационата маса на Земјата наеднаш се зголеми, тогаш Месечината само ќе се оддалечи од неа во нејзината повисока орбита. Но... Сателитите на планетите не можат да имаат затворени орбити - кружни или елипсовидни. Сега ќе го погледнеме заедничкиот „пад“ на Земјата и Месечината на Сонцето и ќе се увериме во тоа. Значи, Земјата и Месечината „паѓаат“ заедно во гравитациониот простор на Сонцето околу 4 милијарди години. Во исто време, брзината на Земјата во однос на Сонцето е приближно 30 km/s, а на Месечината – 31. За 30 дена, Земјата патува по својата траекторија 77,8 милиони km (30 x 3600 x 24 x 30), и Месечината – 80,3. 80,3 – 77,8 = 2,5 милиони км. Радиусот на орбитата на Месечината е приближно 400.000 km. Според тоа, обемот на орбитата на Месечината е 400.000 x 2 x 3,14 = 2,5 милиони km. Само според нашето размислување, 2,5 милиони км е веќе „закривеноста“ на речиси правата траекторија на Месечината. Голем приказ на траекториите на Земјата и Месечината исто така може да изгледа вака: ако има 1 милион км во една ќелија, тогаш патеката што ја поминале Земјата и Месечината за еден месец нема да се вклопи во целото ширење. на тетратка во ќелија, додека максималното растојание помеѓу траекторијата на Месечината и траекторијата на Земјата во фазите на полна месечина и млада месечина ќе биде еднакво на само 2 милиметри. Сепак, можете да земете сегмент со произволна должина, означувајќи ја патеката на Земјата и да го нацртате движењето на Месечината во текот на еден месец. Движењето на Земјата и Месечината се случува од десно кон лево, односно спротивно од стрелките на часовникот. Ако го имаме Сонцето некаде на дното на сликата, тогаш на десната страна на сликата со точка ќе ја означиме Месечината во фаза на полна месечина. Нека Земјата во овој момент биде точно под оваа точка. За 15 дена Месечината ќе биде во фаза на млада месечина, односно точно во средината на нашиот сегмент и веднаш под Земјата на сликата. На левата страна на сликата повторно ги означуваме позициите на Месечината и Земјата во фазата на полна месечина со точки. Во текот на еден месец, Месечината ја преминува траекторијата на Земјата двапати на таканаречените јазли. Првиот јазол ќе биде приближно 7,5 дена од фазата на полна месечина. Од Земјата во ова време, само половина од лунарниот диск е видлива. Оваа фаза се нарекува прва четвртина, бидејќи во тоа време Месечината има завршено четвртина од својот месечен пат. Вториот пат кога Месечината ја преминува Земјината траекторија е во последната четвртина, односно приближно 7,5 дена од фазата на млада месечина. Дали го нацртавте? Еве што е интересно: Месечината во првата четвртина јазол е 400.000 km пред Земјата, а во последната четвртина јазол веќе е 400.000 km зад неа. Излегува дека Месечината „по горниот гребен на бранот“ се движи со забрзување, а „по долниот гребен“ - со забавување; патеката на Месечината од последната четвртина до јазолот првата четвртина е подолга за 800.000 km. Се разбира, Месечината во своето движење по „горниот лак“ не се забрзува спонтано, тоа е Земјата со својата гравитациска маса што ја доловува и, како што беше, ја фрла над себе. Токму оваа особина на подвижните планети - за фаќање и фрлање - се користи за забрзување на вселенските сонди за време на таканаречениот гравитациски маневар. Ако сондата ја премине патеката на планетата пред неа, тогаш имаме гравитациски маневар со забавување на сондата. Едноставно е. Фазата на полна месечина се повторува по 29 дена, 12 часа и 44 минути. Ова е синодскиот период на револуцијата на Месечината. Теоретски, Месечината би требало да го заврши своето орбитално патување за 27 дена, 7 часа и 43 минути. Ова е сидералниот период на револуција. „Неконзистентноста“ од два дена во учебниците се објаснува со движењето на Земјата и Месечината месечно во однос на тркалезното Сонце. Ова го објаснивме со отсуството на каква било орбита на Месечината. Така, Њутн го објасни „непадот“ на Месечината на Земјата со нејзините привремени забрзувања при движење по елипсовидна орбита. Ова, мислам, го објаснивме уште поедноставно. И што е најважно - поточно.Виктор Бабинцев

Сè на овој свет е привлечено од сè. И за ова не треба да имате никакви посебни својства ( Електрично полнење, учествуваат во ротација, имаат големина не помала од некои.). Доволно е едноставно да постоиме, исто како што постои личност или Земјата или атом. Гравитацијата или, како што често велат физичарите, гравитацијата е најуниверзалната интеракција. А сепак: сè е привлечено од сè. Но, како точно? Со кои закони? Изненадувачки, овој закон е ист, а згора на тоа, тој е ист за сите тела во Универзумот - и за ѕвездите и за електроните.

1. Кеплеровите закони

Њутн тврдеше дека помеѓу Земјата и сите материјални тела постои сила на гравитација, која е обратно пропорционална на квадратот на растојанието.

Во 14 век, данскиот астроном Тихо Брахе поминал речиси 20 години набљудувајќи ги движењата на планетите и ги запишувал нивните позиции и можел да ги одреди нивните координати во различни периоди со најголема можна точност во тоа време. Неговиот помошник, математичар и астроном Јоханес Кеплер, ги анализирал белешките на наставникот и формулирал три закони за планетарно движење:

Првиот Кеплеров закон

Секоја планета сончев системсе врти во елипса, во чиишто фокуси се наоѓа Сонцето. Обликот на елипсата, степенот на нејзината сличност со круг, тогаш ќе се карактеризира со односот: e=c/d, каде што c е растојанието од центарот на елипсата до неговиот фокус (половина од фокусната должина); а - полу-главна оска. Големината e се нарекува ексцентричност на елипсата. При c = 0 и e = 0, елипсата се претвора во круг со радиус a.

Вториот закон на Кеплер (Закон за области)

Секоја планета се движи во рамнина што минува низ центарот на Сонцето, а областа на орбиталниот сектор, опишана со векторот на радиусот на планетите, се менува пропорционално со времето.

Во однос на нашиот Сончев систем, два концепта се поврзани со овој закон: перихел - точка на орбитата најблиску до Сонцето и афел - најоддалечената точка на орбитата. Тогаш може да се тврди дека планетата се движи околу Сонцето нерамномерно: има линеарна брзина во перихел поголема отколку кај афел.

Секоја година на почетокот на јануари, Земјата се движи побрзо кога минува низ перихел; затоа, очигледното движење на Сонцето долж еклиптиката кон исток исто така се случува побрзо од просечната година. На почетокот на јули, Земјата, поминувајќи го афелот, се движи побавно и затоа движењето на Сонцето по еклиптиката се забавува. Законот за области покажува дека силата што управува со орбиталното движење на планетите е насочена кон Сонцето.

Третиот Кеплеров закон (хармоничен закон)

Третиот Кеплеров или хармоничен закон го поврзува просечното растојание на планетата од Сонцето (а) со нејзиниот орбитален период (t):

каде што индексите 1 и 2 одговараат на кои било две планети.

Њутн ја презеде палката на Кеплер. За среќа, многу архиви и писма останале од Англија во 17 век. Да го следиме размислувањето на Њутн.

Мора да се каже дека орбитите на повеќето планети малку се разликуваат од кружните. Затоа, ќе претпоставиме дека планетата не се движи по елипса, туку по круг со радиус R - ова не ја менува суштината на заклучокот, но во голема мера ја поедноставува математиката. Потоа третиот закон на Кеплер (останува на сила, бидејќи кругот е посебен случајелипса) може да се формулира на следниов начин: квадратот на времето на една револуција во орбитата (T2) е пропорционален на коцката на просечното растојание (R3) од планетата до Сонцето:

T2=CR3 (експериментален факт).

Овде C е одреден коефициент (константата е иста за сите планети).

Бидејќи времето на една револуција Т може да се изрази преку просечната брзина на орбитата на планетата v: T=2(R/v), тогаш третиот Кеплеровиот закон ја има следната форма:

Или по намалувањето 4(2 /v2=CR.

Сега да земеме предвид дека, според вториот закон на Кеплер, движењето на планетата по кружна траекторија се случува рамномерно, односно со постојана брзина. Од кинематиката знаеме дека забрзувањето на телото што се движи во круг со постојана брзина, ќе биде чисто центрипетален и еднаков на v2/R. И тогаш силата што дејствува на планетата, според вториот закон на Њутн, ќе биде еднаква на

Да го изразиме односот v2/R од Кеплеровиот закон v2/R=4(2 /CR2 и да го замениме со вториот закон на Њутн:

F= m v2/R=m4(2/СR2 = k(m/R2), каде k=4(2/С е константна вредност за сите планети.

Значи, за која било планета, силата што дејствува на неа е директно пропорционална со нејзината маса и обратно пропорционална на квадратот на нејзиното растојание од Сонцето:

Сонцето е извор на сила што дејствува на планетата, произлегува од првиот Кеплеровиот закон.

Но, ако Сонцето привлекува планета со сила F, тогаш планетата (според третиот закон на Њутн) мора да го привлече Сонцето со иста магнитуда сила F. Покрај тоа, оваа сила, по својата природа, не се разликува од силата на Сонце: исто така е гравитационо и, како што покажавме, исто така треба да биде пропорционално на масата (овој пат - Сонцето) и обратно пропорционално на квадратот на растојанието: F=k1(M/R2), овде коефициентот k1 е различно за секоја планета (можеби дури и зависи од нејзината маса!) .

Изедначувајќи ги двете гравитациски сили, добиваме: km=k1M. Ова е можно под услов k=(M и k1=(m, т.е. со F=((mM/R2), каде што ( е константа - иста за сите планети.

Затоа, универзалната гравитациска константа (не може да биде ниту една - со единиците за големина што ги избравме - само онаа што ја избрала природата. Мерењата даваат приближна вредност (= 6,7 x10-11 N. m2 / kg2.

2. Законот за универзална гравитација

Њутн доби извонреден закон кој ја опишува гравитациската интеракција на која било планета со Сонцето:

Последиците од овој закон беа сите три закони на Кеплер. Беше колосално достигнување да се најде (еден!) Закон што го регулира движењето на сите планети во Сончевиот систем. Ако Њутн се ограничи само на ова, ние сè уште ќе се сеќаваме на него кога студирал физика на училиште и би го нарекувале извонреден научник.

Њутн бил гениј: тој предложил да владее истиот закон гравитациска интеракцијана кое било тело, го опишува однесувањето на Месечината што орбитира околу Земјата и јаболкото кое паѓа на Земјата. Тоа беше неверојатна мисла. На крајот на краиштата, општо мислење беше дека небесните тела се движат според нивните сопствени (небесни) закони, а земните тела се движат според нивните сопствени, „светски“ правила. Њутн го презеде единството на природните закони за целиот универзум. Во 1685 година, И. Њутн го формулирал законот за универзална гравитација:

Било кои две тела (или подобро, две материјални точки) се привлекуваат едни кон други со сила директно пропорционална на нивните маси и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив.

Законот за универзална гравитација е еден од најдобри примерипокажувајќи за што е способен човекот.

Гравитационата сила, за разлика од триењето и еластичните сили, не е контактна сила. Оваа сила бара две тела да се допираат едно со друго за да можат гравитационо да комуницираат. Секое од заемнодејствувачките тела создава гравитационо поле во целиот простор околу себе - форма на материја преку која телата гравитациски комуницираат едни со други. Полето создадено од некое тело се манифестира во фактот дека делува на кое било друго тело со сила одредена од универзалниот закон за гравитација.

3. Движење на Земјата и Месечината во вселената.

Месечината, природен сателит на Земјата, во процесот на неговото движење во вселената е под влијание главно на две тела - Земјата и Сонцето. Да ја пресметаме силата со која Сонцето ја привлекува Месечината, применувајќи го законот за универзална гравитација, откриваме дека сончевата привлечност е двојно посилна од земјината.

Зошто Месечината не паѓа на Сонцето? Факт е дека и Месечината и Земјата се вртат околу заеднички центар на маса. Заедничкиот центар на маса на Земјата и Месечината се врти околу Сонцето. Каде е центарот на масата на системот Земја-Месечина? Растојанието од Земјата до Месечината е 384.000 км. Односот на масата на Месечината и масата на Земјата е 1:81. Растојанието од центарот на масата до центрите на Месечината и Земјата ќе бидат обратно пропорционални на овие бројки. Ако се подели 384.000 km со 81 се добиваат приближно 4.700 km. Тоа значи дека центарот на масата се наоѓа на оддалеченост од 4700 km од центарот на Земјата.

* Колку изнесува радиусот на Земјата?

* Околу 6400 км.

* Следствено, центарот на масата на системот Земја-Месечина се наоѓа внатре во земјината топка. Затоа, ако не се стремиме кон точност, можеме да зборуваме за револуцијата на Месечината околу Земјата.

Движењата на Земјата и Месечината во вселената и промените во нивната релативна положба во однос на Сонцето се прикажани на дијаграмот.

Месечината се врти околу Земјата, држена од гравитацијата. Со која сила Земјата ја привлекува Месечината?

Ова може да се определи со формулата што го изразува законот за гравитација: F=G*(Mm/r2) каде што G е гравитационата константа, Mm е масата на Земјата и Месечината, r е растојанието меѓу нив. Откако направивме пресметки, дојдовме до заклучок дека Земјата ја привлекува Месечината со сила од околу 2-1020 N.

Целиот ефект на силата на привлекување на Месечината од страна на Земјата се изразува само во одржувањето на Месечината во орбитата, во давањето центрипетално забрзување кон неа. Знаејќи го растојанието од Земјата до Месечината и бројот на вртежи на Месечината околу Земјата, Њутн го одреди центрипеталното забрзување на Месечината, што резултира со бројка што веќе ни е позната: 0,0027 m/s2. Добриот договор помеѓу пресметаната вредност на центрипеталното забрзување на Месечината и неговата вистинска вредност ја потврдува претпоставката дека силата што ја држи Месечината во орбитата и гравитацијата се од иста природа. Месечината би можела да ја држи во орбитата челичен кабел со дијаметар од околу 600 km. Но, и покрај таквата огромна гравитациска сила, Месечината не паѓа на Земјата.

Месечината е отстранета од Земјата на растојание еднакво на приближно 60 земјини радиуси. Затоа, Њутн резонираше. Месечината, паѓајќи со такво забрзување, треба да се приближи до Земјата за 0,0013 m во првата секунда. Но Месечината, покрај тоа, се движи по инерција во правец на моментална брзина, т.е. по права линија тангента во дадена точка до нејзината орбита околу Земјата

Движејќи се по инерција, Месечината треба да се оддалечи од Земјата, како што покажуваат пресметките, за една секунда за 1,3 mm. Се разбира, такво движење во кое во првата секунда Месечината радијално би се движела кон центарот на Земјата, а во втората секунда – по тангента, всушност не постои. Двете движења постојано се додаваат. Како резултат на тоа, Месечината се движи по крива линија, блиску до круг.

Вртејќи се околу Земјата, Месечината се движи во орбитата со брзина од 1 км/сек, односно доволно бавно да не ја напушти својата орбита и да „лета“ во вселената, но и доволно брзо за да не падне на Земјата. Можеме да кажеме дека Месечината ќе падне на Земјата само ако не се движи во орбитата, односно ако надворешните сили (некаква космичка рака) ја запрат Месечината во нејзиното орбитално движење, тогаш таа природно ќе падне на Земјата. Сепак, ова ќе ослободи толку многу енергија што е невозможно да се зборува за Месечината што паѓа на Земјата како цврсто тело. Од сето горенаведено можеме да извлечеме заклучок.

Месечината паѓа, но не може да падне. И затоа. Движењето на Месечината околу Земјата е резултат на компромис помеѓу двете „желби“ на Месечината: да се движи по инерција - во права линија (поради присуството на брзина и маса) и да падне „долу“ на Земјата (и поради присуството на маса). Можете да го кажете ова: универзален законГравитацијата ја поттикнува Месечината да падне на Земјата, но Галилеовиот закон за инерција ја „убедува“ воопшто да не обрнува внимание на Земјата. Резултатот е нешто помеѓу - орбитално движење: постојано, без крај, паѓање.