Segala sesuatu di dunia ini tertarik pada segala hal. Dan untuk ini Anda tidak perlu memiliki properti khusus ( muatan listrik, berpartisipasi dalam rotasi, memiliki ukuran tidak kurang dari beberapa.). Ada saja sudah cukup, sama seperti manusia, Bumi, atau atom ada. Gravitasi atau, seperti yang sering dikatakan para fisikawan, gravitasi adalah interaksi yang paling universal. Namun: semuanya tertarik pada segalanya. Tapi bagaimana tepatnya? Berdasarkan hukum apa? Anehnya, hukum ini sama, dan terlebih lagi, hukum ini sama untuk semua benda di Alam Semesta - baik bintang maupun elektron.
1. Hukum Kepler
Newton berpendapat bahwa antara Bumi dan semua orang badan material Ada gaya gravitasi yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Pada abad ke-14, astronom Denmark Tycho Brahe menghabiskan hampir 20 tahun mengamati pergerakan planet-planet dan mencatat posisinya, serta mampu menentukan koordinatnya dalam berbagai momen waktu. Asistennya, ahli matematika dan astronom Johannes Kepler, menganalisis catatan gurunya dan merumuskan tiga hukum gerak planet:
hukum pertama Kepler
Setiap planet tata surya berputar dalam bentuk elips, di salah satu fokusnya terdapat Matahari. Bentuk elips, derajat kemiripannya dengan lingkaran, selanjutnya ditandai dengan perbandingan: e=c/d, dimana c adalah jarak pusat elips ke fokusnya (setengah jarak antara panjang fokus); a adalah sumbu semi-mayor. Besaran e disebut eksentrisitas elips. Pada c = 0 dan e = 0, elips berubah menjadi lingkaran dengan jari-jari a.
Hukum Kedua Kepler (Hukum Luas)
Setiap planet bergerak dalam bidang yang melewati pusat Matahari, dan luas sektor orbit, yang digambarkan oleh vektor jari-jari planet, berubah sebanding dengan waktu.
Sehubungan dengan tata surya kita, ada dua konsep yang dikaitkan dengan hukum ini: perihelion - titik orbit yang paling dekat dengan Matahari, dan aphelion - yang paling dekat dengan Matahari. titik terpencil orbit. Maka dapat dikatakan bahwa planet bergerak mengelilingi Matahari secara tidak merata: memiliki kecepatan linier di perihelion lebih besar daripada di aphelion.
Setiap tahun di awal bulan Januari, Bumi bergerak lebih cepat saat melewati perihelion; Oleh karena itu, pergerakan semu Matahari sepanjang ekliptika ke arah timur juga terjadi lebih cepat dibandingkan rata-rata tahunan. Pada awal bulan Juli, Bumi yang melewati aphelion bergerak lebih lambat, sehingga pergerakan Matahari sepanjang ekliptika melambat. Hukum luas menunjukkan bahwa gaya yang mengatur gerak orbit planet diarahkan ke Matahari.
Hukum Ketiga Kepler (Hukum Harmonik)
Hukum ketiga Kepler, atau hukum harmonik, menghubungkan jarak rata-rata sebuah planet dari Matahari (a) dengan periode orbitnya (t):
di mana indeks 1 dan 2 berhubungan dengan dua planet mana pun.
Newton mengambil tongkat estafet Kepler. Untungnya, banyak arsip dan surat yang tersisa dari Inggris pada abad ke-17. Mari ikuti alasan Newton.
Harus dikatakan bahwa orbit sebagian besar planet tidak jauh berbeda dengan orbit lingkaran. Oleh karena itu, kita berasumsi bahwa planet tidak bergerak sepanjang elips, tetapi sepanjang lingkaran berjari-jari R - ini tidak mengubah esensi kesimpulan, tetapi sangat menyederhanakan matematika. Kemudian hukum ketiga Kepler (tetap berlaku, karena ada lingkaran kasus khusus elips) dapat dirumuskan sebagai berikut: kuadrat waktu satu putaran orbit (T2) sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata (R3) planet ke Matahari:
T2=CR3 (fakta eksperimental).
Di sini C adalah koefisien tertentu (konstanta sama untuk semua planet).
Sejak masa satu revolusi T dapat dinyatakan melalui kecepatan rata-rata gerak planet pada orbit v: T=2(R/v), maka hukum ketiga Kepler berbentuk sebagai berikut:
Atau setelah pengurangan 4(2 /v2=CR.
Sekarang mari kita perhatikan bahwa, menurut hukum kedua Kepler, pergerakan planet sepanjang lintasan melingkar terjadi secara seragam, yaitu dengan kecepatan konstan. Dari kinematika kita mengetahui bahwa percepatan suatu benda yang bergerak melingkar adalah kecepatan konstan, akan murni sentripetal dan sama dengan v2/R. Dan kemudian gaya yang bekerja pada planet ini, menurut hukum kedua Newton, akan sama dengan
Mari kita nyatakan rasio v2/R dari hukum Kepler v2/R=4(2 /CR2 dan substitusikan ke dalam hukum kedua Newton:
F= m v2/R=m4(2/СR2 = k(m/R2), dengan k=4(2/С adalah nilai konstan untuk semua planet.
Jadi, untuk planet mana pun, gaya yang bekerja padanya berbanding lurus dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari Matahari:
Matahari adalah sumber gaya yang bekerja pada planet ini, mengikuti hukum pertama Kepler.
Tetapi jika Matahari menarik planet dengan gaya F, maka planet tersebut (menurut hukum ketiga Newton) harus menarik Matahari dengan gaya yang sama besarnya dengan F. Selain itu, gaya ini menurut sifatnya tidak berbeda dengan gaya dari Matahari: ia juga bersifat gravitasi dan, seperti yang telah kami tunjukkan, ia juga harus sebanding dengan massanya (kali ini - Matahari) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak: F=k1(M/R2), di sini koefisiennya k1 berbeda untuk setiap planet (bahkan mungkin bergantung pada massanya!).
Menyamakan kedua gaya gravitasi, kita mendapatkan: km=k1M. Hal ini dimungkinkan asalkan k=(M, dan k1=(m, yaitu dengan F=((mM/R2), di mana ( adalah konstanta - sama untuk semua planet.
Oleh karena itu, konstanta gravitasi universal (tidak boleh sembarang - dengan satuan besaran yang telah kita pilih - hanya satuan yang dipilih oleh alam. Pengukuran memberikan nilai perkiraan (= 6,7 x10-11 N. m2 / kg2.
2. Hukum gravitasi universal
Newton menerimanya hukum yang luar biasa, menggambarkan interaksi gravitasi planet mana pun dengan Matahari:
Konsekuensi dari hukum ini adalah ketiga hukum Kepler. Merupakan pencapaian yang luar biasa untuk menemukan (satu!) hukum yang mengatur pergerakan semua planet di tata surya. Jika Newton membatasi dirinya hanya pada hal ini, kita akan tetap mengingatnya ketika belajar fisika di sekolah dan akan menyebutnya sebagai ilmuwan yang luar biasa.
Newton adalah seorang jenius: dia mengusulkan agar hukum yang sama berlaku interaksi gravitasi benda apa pun, ini menggambarkan perilaku Bulan yang mengorbit Bumi dan sebuah apel jatuh ke Bumi. Itu adalah pemikiran yang luar biasa. Lagi pula, pendapat umum adalah bahwa benda-benda langit bergerak menurut hukumnya sendiri (surgawi), dan benda-benda bumi bergerak menurut hukum “duniawi” mereka sendiri. Newton mengasumsikan kesatuan hukum alam untuk seluruh alam semesta. Pada tahun 1685, I. Newton merumuskan hukum gravitasi universal:
Dua badan mana pun (atau lebih tepatnya, dua poin materi) saling tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Hukum gravitasi universal adalah salah satunya contoh terbaik menunjukkan kemampuan seseorang.
Gaya gravitasi, tidak seperti gaya gesekan dan elastis, bukanlah gaya kontak. Gaya ini mengharuskan dua benda saling bersentuhan agar dapat berinteraksi secara gravitasi. Masing-masing benda yang berinteraksi menciptakan medan gravitasi di seluruh ruang di sekitarnya - suatu bentuk materi yang melaluinya benda-benda tersebut berinteraksi secara gravitasi satu sama lain. Medan yang diciptakan oleh suatu benda memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa ia bekerja pada benda lain dengan gaya yang ditentukan oleh hukum gravitasi universal.
3. Pergerakan Bumi dan Bulan di luar angkasa.
Bulan, satelit alami Bumi, dalam proses pergerakannya di ruang angkasa, terutama dipengaruhi oleh dua benda - Bumi dan Matahari. Mari kita hitung gaya tarik Matahari ke Bulan, dengan menerapkan hukum gravitasi universal, kita menemukan bahwa gaya tarik matahari dua kali lebih kuat dari gaya tarik bumi.
Mengapa Bulan tidak jatuh menimpa Matahari? Faktanya adalah Bulan dan Bumi berputar mengelilingi pusat massa yang sama. Pusat massa Bumi dan Bulan yang sama berputar mengelilingi Matahari. Dimanakah pusat massa sistem Bumi-Bulan? Jarak Bumi ke Bulan adalah 384.000 km. Perbandingan massa Bulan dengan massa Bumi adalah 1:81. Jarak pusat massa ke pusat Bulan dan Bumi akan berbanding terbalik dengan angka tersebut. Membagi 384.000 km dengan 81 menghasilkan sekitar 4.700 km. Artinya pusat massa terletak pada jarak 4.700 km dari pusat bumi.
* Mengapa sama dengan radiusnya Bumi?
* Sekitar 6400 km.
* Akibatnya, pusat massa sistem Bumi - Bulan terletak di dalam bola dunia. Oleh karena itu, jika kita tidak mengupayakan keakuratan, kita dapat berbicara tentang revolusi Bulan mengelilingi Bumi.
Pergerakan Bumi dan Bulan di luar angkasa serta perubahannya posisi bersama sehubungan dengan Matahari ditunjukkan pada diagram.
Dengan dominasi dua kali lipat gravitasi matahari atas bumi, kurva gerak Bulan seharusnya cekung terhadap Matahari di semua titiknya. Pengaruh Bumi di dekatnya, yang secara signifikan melebihi massa Bulan, mengarah pada fakta bahwa kelengkungan orbit heliosentris bulan berubah secara berkala.
Bulan berputar mengelilingi Bumi, ditahan oleh gravitasi. Dengan kekuatan apa bumi menarik bulan?
Hal ini dapat ditentukan dengan rumus yang menyatakan hukum gravitasi: F=G*(Mm/r2) dengan G adalah konstanta gravitasi, Mm adalah massa Bumi dan Bulan, r adalah jarak antara keduanya. Setelah melakukan perhitungan, kami sampai pada kesimpulan bahwa Bumi menarik Bulan dengan gaya sekitar 2-1020 N.
Seluruh efek gaya tarik-menarik Bulan oleh Bumi hanya terlihat dalam menjaga Bulan tetap pada orbitnya, dalam memberikan percepatan sentripetal padanya. Mengetahui jarak Bumi ke Bulan dan jumlah revolusi Bulan mengelilingi Bumi, Newton menentukan percepatan sentripetal Bulan, sehingga menghasilkan angka yang sudah kita ketahui: 0,0027 m/s2. Kesepakatan yang baik antara nilai percepatan sentripetal Bulan yang dihitung dan nilai percepatan sentripetalnya nilai nyata menegaskan asumsi sifat yang sama antara gaya yang menahan Bulan di orbit dan gaya gravitasi. Bulan dapat dipertahankan pada orbitnya dengan kabel baja dengan diameter sekitar 600 km. Namun, meski memiliki gaya gravitasi yang begitu besar, Bulan tidak jatuh ke Bumi.
Bulan terletak jauh dari Bumi pada jarak kurang lebih 60 jari-jari bumi. Oleh karena itu, Newton beralasan. Bulan, yang jatuh dengan percepatan seperti itu, seharusnya mendekati Bumi sejauh 0,0013 m pada detik pertama. Namun Bulan juga bergerak secara inersia ke arahnya kecepatan sesaat, yaitu sepanjang garis lurus yang bersinggungan pada suatu titik tertentu dengan orbitnya mengelilingi bumi
Bergerak secara inersia, Bulan akan menjauh dari Bumi, seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, dalam satu detik sebesar 1,3 mm. Tentu saja, gerakan seperti itu di mana pada detik pertama Bulan akan bergerak secara radial menuju pusat Bumi, dan pada detik kedua – secara garis singgung, sebenarnya tidak ada. Kedua gerakan tersebut terus ditambahkan. Akibatnya, Bulan bergerak sepanjang garis lengkung, mendekati lingkaran.
Saat berputar mengelilingi Bumi, Bulan bergerak dalam orbitnya dengan kecepatan 1 km/detik, yaitu cukup lambat untuk tidak meninggalkan orbitnya dan “terbang” ke luar angkasa, tetapi juga cukup cepat untuk tidak jatuh ke Bumi. bisa dibilang Bulan akan jatuh ke Bumi hanya jika ia tidak bergerak pada orbitnya, yaitu jika kekuatan eksternal(beberapa tangan kosmik) menghentikan Bulan pada orbitnya, maka secara alami ia akan jatuh ke Bumi. Namun, ini akan melepaskan begitu banyak energi sehingga membicarakan Bulan jatuh ke Bumi seperti itu padat tidak perlu. Dari uraian di atas kita dapat mengambil suatu kesimpulan.
Bulan sedang jatuh, tapi tidak bisa jatuh. Dan inilah alasannya. Pergerakan Bulan mengelilingi Bumi merupakan hasil kompromi antara dua “keinginan” Bulan: bergerak secara inersia - dalam garis lurus (karena adanya kecepatan dan massa) dan jatuh “turun” ke Bumi (juga karena adanya massa). Anda dapat mengatakan ini: hukum universal Gravitasi mendorong Bulan jatuh ke Bumi, namun hukum inersia Galileo "membujuk" Bulan untuk tidak memperhatikan Bumi sama sekali. Hasilnya adalah sesuatu di antara - gerakan orbital: konstan, tanpa akhir, menurun.
Kementerian Pendidikan Federasi Rusia
Institusi pendidikan kota "Sekolah menengah dengan. Solodniki."
Abstrak
pada topik:
Mengapa Bulan tidak jatuh ke Bumi?
Diselesaikan oleh: siswa kelas 9,
Andrey Feklistov.
Diperiksa:
Mikhailova E.A.
S.Solodniki 2006
1. Pendahuluan
2. Hukum gravitasi universal
3. Apakah gaya tarik Bumi ke Bulan dapat disebut sebagai berat Bulan?
4. Apakah ada gaya sentrifugal di sistem Bumi-Bulan, apa yang dilakukannya?
5. Bulan berputar mengelilingi apa?
6. Bisakah Bumi dan Bulan bertabrakan? Orbit mereka mengelilingi Matahari berpotongan, dan bahkan lebih dari sekali
7. Kesimpulan
8. Sastra
Perkenalan
Langit berbintang selalu memenuhi imajinasi orang. Mengapa bintang menyala? Berapa banyak dari mereka yang bersinar di malam hari? Apakah mereka jauh dari kita? Apakah alam semesta bintang mempunyai batas? Sejak zaman kuno, orang telah memikirkan hal ini dan banyak pertanyaan lainnya, berusaha memahami dan memahami strukturnya dunia besar, tempat kita tinggal. Pada saat yang sama, area terluas untuk mempelajari Alam Semesta terbuka, tempat gaya gravitasi berperan peran yang menentukan.
Di antara semua gaya yang ada di alam, gaya gravitasi berbeda terutama karena ia memanifestasikan dirinya di mana-mana. Semua benda memiliki massa, yang didefinisikan sebagai rasio gaya yang diterapkan pada benda dengan percepatan yang diperoleh benda di bawah pengaruh gaya ini. Gaya tarik menarik yang bekerja antara dua benda bergantung pada massa kedua benda; itu sebanding dengan produk massa benda yang ditinjau. Selain itu, gaya gravitasi dicirikan oleh fakta bahwa ia mematuhi hukum berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Kekuatan lain mungkin bergantung pada jarak dengan cara yang berbeda; Banyak kekuatan seperti itu yang diketahui.
Semua benda berat saling mengalami gravitasi; gaya ini menentukan pergerakan planet mengelilingi Matahari dan satelit mengelilingi planet. Teori gravitasi - teori yang diciptakan oleh Newton, masih berdiri di awal ilmu pengetahuan modern. Teori gravitasi lain yang dikembangkan oleh Einstein adalah pencapaian terbesar fisika teoretis abad ke-20. Selama berabad-abad perkembangan manusia, manusia telah mengamati fenomena saling tarik-menarik benda dan mengukur besarnya; mereka mencoba memanfaatkan fenomena ini, melampaui pengaruhnya, dan, akhirnya, sudah mencapai titik maksimalnya akhir-akhir ini menghitungnya dengan sangat akurat selama langkah pertama jauh ke dalam Alam Semesta
Sebuah cerita yang dikenal luas adalah bahwa penemuan hukum gravitasi universal Newton dipicu oleh sebuah apel yang jatuh dari pohonnya. Kita tidak tahu seberapa andal cerita ini, namun faktanya pertanyaan: “mengapa bulan tidak jatuh ke bumi?” menarik perhatian Newton dan membawanya pada penemuan hukum gravitasi universal. Gaya gravitasi universal disebut juga gravitasi.
Hukum Gravitasi
Kelebihan Newton tidak hanya terletak pada tebakannya yang cemerlang tentang gaya tarik-menarik benda, tetapi juga pada kenyataan bahwa ia mampu menemukan hukum interaksinya, yaitu rumus untuk menghitung. gaya gravitasi antara dua tubuh.
Hukum gravitasi universal menyatakan: dua benda menarik satu sama lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.
Newton menghitung percepatan yang diberikan Bumi ke Bulan. Percepatan benda yang jatuh bebas di dekat permukaan bumi adalah sama dengan 9,8 m/dtk 2. Bulan menjauh dari Bumi pada jarak kira-kira 60 jari-jari Bumi. Akibatnya, menurut Newton, percepatan pada jarak ini adalah: . Bulan yang jatuh dengan percepatan seperti itu seharusnya mendekati Bumi pada detik pertama sebesar 0,27/2 = 0,13 cm
Tetapi Bulan juga bergerak secara inersia ke arah kecepatan sesaat, yaitu. sepanjang garis lurus yang bersinggungan pada suatu titik tertentu dengan orbitnya mengelilingi bumi (Gbr. 1). Bergerak secara inersia, Bulan akan menjauh dari Bumi, seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, dalam satu detik sebesar 1,3 mm. Tentu saja, kita tidak mengamati pergerakan seperti itu di mana pada detik pertama Bulan akan bergerak secara radial menuju pusat bumi, dan pada detik kedua - secara garis singgung. Kedua gerakan tersebut terus ditambahkan. Bulan bergerak sepanjang garis lengkung, mendekati lingkaran.
Mari kita perhatikan sebuah eksperimen di mana kita dapat melihat bagaimana gaya tarik-menarik yang bekerja pada suatu benda yang tegak lurus terhadap arah gerak secara inersia mengubah gerak lurus menjadi gerak lengkung (Gbr. 2). Bola, setelah menggelinding ke bawah pada saluran miring, terus bergerak dalam garis lurus karena inersia. Jika Anda meletakkan magnet di samping, maka di bawah pengaruh gaya tarik magnet, lintasan bola menjadi melengkung.
Sekeras apa pun Anda berusaha, Anda tidak bisa melempar bola gabus sehingga menggambarkan lingkaran di udara, tetapi dengan mengikatkan benang padanya, Anda bisa membuat bola berputar melingkari tangan Anda. Eksperimen (Gbr. 3): sebuah beban yang digantungkan pada seutas benang yang melewati tabung kaca menarik benang tersebut. Gaya tegangan benang menyebabkan percepatan sentripetal, yang mencirikan perubahan kecepatan linier dalam arah.
Bulan berputar mengelilingi Bumi, ditahan oleh gravitasi. Tali baja yang menggantikan gaya ini akan memiliki diameter sekitar 600 km. Namun, meski memiliki gaya gravitasi yang begitu besar, Bulan tidak jatuh ke Bumi, karena memang demikian kecepatan awal dan, sebagai tambahan, bergerak karena inersia.
Mengetahui jarak Bumi ke Bulan dan jumlah revolusi Bulan mengelilingi Bumi, Newton menentukan besarnya percepatan sentripetal Bulan.
Kami mendapat angka yang sama - 0,0027 m/s 2
Jika gaya tarik-menarik Bulan ke Bumi berhenti, maka ia akan mengalir lurus ke jurang luar angkasa. Bola akan terbang secara tangensial (Gbr. 3) jika benang yang menahan bola saat berputar membentuk lingkaran putus. Pada perangkat pada Gambar 4, pada mesin sentrifugal, hanya sambungan (benang) yang menahan bola dalam orbit melingkar. Ketika benangnya putus, bola-bola itu berhamburan sepanjang garis singgung. Sulit untuk menangkap gerakan bujursangkarnya dengan mata jika sambungannya tidak ada, tetapi jika kita membuat gambar seperti itu (Gbr. 5), maka bola akan bergerak lurus, bersinggungan dengan lingkaran.
Hentikan gerakan karena inersia - dan Bulan akan jatuh ke Bumi. Kejatuhan ini akan berlangsung selama empat hari, sembilan belas jam, lima puluh empat menit, lima puluh tujuh detik, sesuai perhitungan Newton.
Dengan menggunakan rumus hukum gravitasi universal, Anda dapat menentukan gaya apa yang menarik Bumi ke Bulan: di mana G-konstanta gravitasi, T 1 dan m 2 adalah massa Bumi dan Bulan, r adalah jarak antara keduanya. Mengganti data spesifik ke dalam rumus, kita memperoleh nilai gaya yang digunakan Bumi untuk menarik Bulan, yaitu kira-kira 2 10 17 N
Hukum gravitasi universal berlaku untuk semua benda, artinya Matahari juga menarik Bulan. Mari kita hitung dengan kekuatan apa?
Massa Matahari 300.000 kali lipat lebih banyak massa Bumi, tapi jarak antara Matahari dan Bulan jarak yang lebih jauh antara Bumi dan Bulan sebanyak 400 kali. Jadi, dalam rumus tersebut, pembilangnya akan bertambah 300.000 kali lipat, dan penyebutnya akan bertambah 400 2, atau 160.000 kali lipat. Gaya gravitasi akan menjadi dua kali lebih kuat.
Tapi kenapa Bulan tidak jatuh ke Matahari?
Bulan jatuh ke Matahari dengan cara yang sama seperti di Bumi, yaitu hanya cukup untuk tetap berada pada jarak yang kira-kira sama saat berputar mengelilingi Matahari.
Bumi dan satelitnya, Bulan, berputar mengelilingi Matahari, yang berarti Bulan juga berputar mengelilingi Matahari.
Timbul pertanyaan berikut: Bulan tidak jatuh ke Bumi, karena memiliki kecepatan awal, ia bergerak secara inersia. Namun menurut hukum ketiga Newton, gaya-gaya yang bekerja pada dua benda satu sama lain adalah sama besarnya dan berlawanan arah. Oleh karena itu, dengan gaya yang sama seperti Bumi menarik Bulan, dengan gaya yang sama pula Bulan menarik Bumi. Mengapa Bumi tidak jatuh ke Bulan? Atau apakah ia juga berputar mengelilingi Bulan?
Faktanya adalah Bulan dan Bumi berputar mengelilingi pusat massa yang sama, atau, untuk menyederhanakan, bisa dikatakan, mengelilingi pusat gravitasi yang sama. Ingat percobaan dengan bola dan mesin sentrifugal. Massa salah satu bola adalah dua kali massa bola lainnya. Agar bola-bola yang dihubungkan dengan seutas benang tetap berada dalam kesetimbangan terhadap sumbu rotasi selama rotasi, jaraknya dari sumbu, atau pusat rotasi, harus berbanding terbalik dengan massanya. Titik atau pusat di mana bola-bola tersebut berputar disebut pusat massa kedua bola.
Hukum ketiga Newton tidak dilanggar dalam percobaan dengan bola: gaya yang menyebabkan bola menarik satu sama lain menuju pusat massa yang sama adalah sama. Dalam sistem Bumi-Bulan pusat bersama massa berputar mengelilingi Matahari.
Mungkinkah kekuatan yang digunakan Bumi untuk menarik Lu Nah, sebut saja berat Bulan?
Tidak, kamu tidak bisa. Kita menyebut berat suatu benda sebagai gaya yang disebabkan oleh gravitasi bumi yang dengannya benda tersebut menekan suatu penyangga: timbangan, misalnya, atau meregangkan pegas dinamometer. Jika Anda meletakkan dudukan di bawah Bulan (pada sisi yang menghadap Bumi), Bulan tidak akan memberikan tekanan padanya. Luna tidak akan meregangkan pegas dinamometer meskipun mereka dapat menahannya. Seluruh efek gaya tarik-menarik Bulan oleh Bumi hanya terlihat dalam menjaga Bulan tetap pada orbitnya, dalam memberikan percepatan sentripetal padanya. Kita dapat mengatakan tentang Bulan bahwa dalam kaitannya dengan Bumi, ia tidak berbobot sama seperti benda-benda di pesawat ruang angkasa-satelit tidak berbobot ketika mesin berhenti bekerja dan hanya gaya gravitasi ke arah Bumi yang bekerja pada kapal, tetapi gaya ini tidak bisa disebut berat. Semua benda yang dilepaskan dari tangan para astronot (pena, buku catatan) tidak jatuh, melainkan melayang bebas di dalam kabin. Semua benda yang terletak di Bulan, dalam kaitannya dengan Bulan, tentu saja berbobot dan akan jatuh ke permukaannya jika tidak ditahan oleh sesuatu, tetapi dalam kaitannya dengan Bumi, benda-benda tersebut tidak berbobot dan tidak dapat jatuh ke Bumi. .
Apakah ada gaya sentrifugal di dalamnya sistem Bumi - Bulan, apa fungsinya?
Pada sistem Bumi-Bulan, gaya tarik-menarik antara Bumi dan Bulan adalah sama besar dan berlawanan arah, yaitu menuju pusat massa. Kedua gaya ini bersifat sentripetal. Tidak ada gaya sentrifugal di sini.
Jarak Bumi ke Bulan kurang lebih 384.000 km. Perbandingan massa Bulan dengan massa Bumi adalah 1/81. Akibatnya, jarak pusat massa ke pusat Bulan dan Bumi akan berbanding terbalik dengan angka tersebut. Membagi 384.000 km di 81, kita mendapatkan sekitar 4.700 km. Artinya pusat massa berada pada jarak 4.700 km dari pusat bumi.
Jari-jari bumi sekitar 6400 km. Akibatnya, pusat massa sistem Bumi-Bulan terletak di dalam bola bumi. Oleh karena itu, jika kita tidak mengupayakan keakuratan, kita dapat berbicara tentang revolusi Bulan mengelilingi Bumi.
Lebih mudahnya terbang dari Bumi ke Bulan atau dari Bulan ke Bumi, karena... Diketahui bahwa agar suatu roket dapat menjadi satelit buatan Bumi, ia harus diberi kecepatan awal sebesar ≈ 8 km/detik. Agar roket dapat lepas dari lingkup gravitasi bumi, diperlukan waktu yang disebut detik kecepatan melarikan diri, sama dengan 11.2 km/detik. Untuk meluncurkan roket dari Bulan, diperlukan kecepatan yang lebih rendah karena... Gravitasi di Bulan enam kali lebih kecil dibandingkan di Bumi.
Benda-benda di dalam roket menjadi tidak berbobot sejak mesin berhenti bekerja dan roket terbang bebas dalam orbit mengelilingi bumi, ketika berada dalam medan gravitasi bumi. Selama penerbangan bebas mengelilingi bumi, baik satelit maupun semua benda di dalamnya yang relatif terhadap pusat massa bumi bergerak dengan gaya yang sama. percepatan sentripetal dan karena itu tidak berbobot.
Bagaimana bola-bola yang tidak dihubungkan dengan seutas benang bergerak pada mesin sentrifugal: sepanjang jari-jari atau garis singgung lingkaran? Jawabannya tergantung pada pilihan sistem acuan, yaitu relatif terhadap benda acuan mana kita akan mempertimbangkan pergerakan bola. Jika kita mengambil permukaan meja sebagai sistem acuan, maka bola-bola tersebut bergerak bersinggungan dengan lingkaran yang dibatasinya. Jika kita mengambil alat berputar itu sendiri sebagai sistem acuan, maka bola-bola tersebut bergerak sepanjang radius. Tanpa menunjukkan sistem referensi, pertanyaan tentang gerak tidak masuk akal sama sekali. Bergerak berarti bergerak relatif terhadap benda lain, dan kita harus menunjukkan yang mana.
Bulan berputar mengelilingi apa?
Jika kita memperhitungkan pergerakan relatif terhadap Bumi, maka Bulan berputar mengelilingi Bumi. Jika kita mengambil Matahari sebagai acuan, maka - mengelilingi Matahari.
Mungkinkah Bumi dan Bulan bertabrakan? Teriakan mereka bagian-bagian di sekitar Matahari berpotongan, dan lebih dari sekali .
Tentu saja tidak. Tabrakan hanya akan mungkin terjadi jika orbit Bulan relatif terhadap Bumi memotong Bumi. Bila posisi Bumi atau Bulan berada pada perpotongan orbit yang ditunjukkan (relatif terhadap Matahari), maka jarak Bumi dan Bulan rata-rata adalah 380.000 km. Untuk memahaminya dengan lebih baik, mari kita gambarkan yang berikut ini. Orbit bumi digambarkan berbentuk busur lingkaran dengan jari-jari 15 cm (jarak Bumi ke Matahari diketahui 150.000.000 km). Pada busur yang sama dengan bagian lingkaran (jalur bulanan Bumi), saya menandai lima titik pada jarak yang sama, menghitung titik terluar. Titik-titik ini akan menjadi pusat orbit bulan relatif terhadap Bumi pada kuartal-kuartal berikutnya dalam sebulan. Jari-jari orbit bulan tidak dapat digambarkan pada skala yang sama dengan orbit Bumi, karena terlalu kecil. Untuk menggambar orbit bulan, Anda perlu meningkatkan skala yang dipilih sekitar sepuluh kali lipat, maka jari-jari orbit bulan akan menjadi sekitar 4 mm. Setelah itu menunjukkan posisi Bulan pada setiap orbitnya, dimulai dari bulan purnama, dan menghubungkan titik-titik yang ditandai dengan garis putus-putus halus.
Tugas utama adalah memisahkan badan referensi. Dalam percobaan dengan mesin sentrifugal, kedua badan acuan diproyeksikan secara bersamaan pada bidang meja, sehingga sangat sulit untuk memusatkan perhatian pada salah satunya. Inilah cara kami memecahkan masalah kami. Penggaris yang terbuat dari kertas tebal (dapat diganti dengan potongan timah, kaca plexiglass, dll.) akan berfungsi sebagai batang di mana lingkaran karton menyerupai bola meluncur. Lingkaran itu berbentuk ganda, direkatkan sepanjang keliling, tetapi pada dua sisi yang berlawanan secara diametris terdapat celah tempat penggaris dijalin. Lubang dibuat sepanjang sumbu penggaris. Badan acuannya adalah penggaris dan selembar kertas kosong, yang kami tempelkan pada selembar triplek dengan kancing agar tidak merusak meja. Setelah meletakkan penggaris pada peniti, seperti pada poros, kami menancapkan peniti ke dalam kayu lapis (Gbr. 6). Saat Anda memutar penggaris ke sudut yang sama lubang yang terletak berturut-turut berakhir dalam satu garis lurus. Tetapi ketika penggaris diputar, sebuah lingkaran karton meluncur di sepanjang penggaris, yang posisi berturut-turutnya harus ditandai di atas kertas. Untuk itu dibuat juga lubang di tengah lingkaran.
Pada setiap putaran penggaris, posisi pusat lingkaran ditandai di atas kertas dengan ujung pensil. Ketika penguasa telah melewati semua posisi yang direncanakan sebelumnya, penguasa dicopot. Dengan menghubungkan tanda-tanda di atas kertas, kami memastikan bahwa pusat lingkaran bergerak relatif terhadap benda acuan kedua dalam garis lurus, atau lebih tepatnya, bersinggungan dengan lingkaran awal.
Namun saat mengerjakan perangkat tersebut, saya membuat beberapa penemuan menarik. Pertama, dengan putaran batang (penggaris) yang seragam, bola (lingkaran) bergerak sepanjang itu tidak seragam, tetapi dipercepat. Secara inersia, suatu benda harus bergerak secara seragam dan lurus - ini adalah hukum alam. Tapi apakah bola kita hanya bergerak karena inersia, yaitu bebas? TIDAK! Batang itu mendorongnya dan memberinya akselerasi. Ini akan menjadi jelas bagi semua orang jika Anda mengacu pada gambar (Gbr. 7). Pada garis mendatar (singgung) dengan titik-titik 0, 1, 2, 3, 4 Posisi bola ditandai jika ingin bergerak bebas sepenuhnya. Posisi jari-jari yang bersesuaian dengan sebutan digital yang sama menunjukkan bahwa bola bergerak dengan kecepatan yang dipercepat. Akselerasi dilaporkan ke bola kekuatan elastis batang. Selain itu, gesekan antara bola dan batang memberikan hambatan terhadap gerakan. Jika kita berasumsi bahwa gaya gesekan sama dengan gaya yang memberikan percepatan pada bola, maka pergerakan bola sepanjang batang harus seragam. Terlihat pada Gambar 8, pergerakan bola relatif terhadap kertas di atas meja bersifat lengkung. Dalam pelajaran menggambar kami diberitahu bahwa kurva seperti itu disebut “spiral Archimedes”. Kurva ini digunakan untuk menggambar profil bubungan pada beberapa mekanisme bila ingin seragam gerakan rotasi berubah menjadi gerak maju beraturan. Jika Anda menempatkan dua kurva seperti itu di samping satu sama lain, kamera akan berbentuk hati. Dengan putaran yang seragam pada suatu bagian yang bentuknya tertentu, batang yang bertumpu padanya akan melakukan gerak maju-balik. Saya membuat model bubungan seperti itu (Gbr. 9) dan model mekanisme penggulungan benang secara merata pada gulungan (Gbr. 10).
Saya tidak membuat penemuan apa pun saat menyelesaikan tugas. Namun saya belajar banyak saat membuat bagan ini (Gambar 11). Penting untuk menentukan dengan benar posisi Bulan dalam fase-fasenya, memikirkan arah pergerakan Bulan dan Bumi dalam orbitnya. Ada ketidakakuratan dalam gambar. Saya akan memberitahu Anda tentang mereka sekarang. Kelengkungan digambarkan secara salah pada skala yang dipilih orbit bulan. Ia harus selalu cekung terhadap Matahari, artinya pusat kelengkungannya harus berada di dalam orbit. Selain itu, dalam setahun tidak ada 12 bulan lunar, tetapi lebih. Tapi seperduabelas lingkaran mudah dibuat, jadi saya berasumsi secara konvensional bahwa ada 12 bulan lunar dalam setahun. Dan terakhir, bukan Bumi itu sendiri yang berputar mengelilingi Matahari, melainkan pusat massa bersama sistem Bumi-Bulan.
Kesimpulan
Salah satu contoh cemerlang pencapaian ilmu pengetahuan, salah satu bukti kognisi alam yang tidak terbatas adalah penemuan planet Neptunus melalui perhitungan - “di ujung pena”.
Uranus, planet di sebelah Saturnus, yang selama berabad-abad dianggap sebagai planet terjauh, ditemukan oleh W. Herschel di akhir XVIII V. Uranus hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Pada tahun 40-an abad XIX. pengamatan yang akurat telah menunjukkan bahwa Uranus sedikit menyimpang dari jalur yang seharusnya diikutinya" dengan mempertimbangkan gangguan dari semua planet yang diketahui. Jadi, teori gerak benda langit, yang begitu ketat dan tepat, diuji.
Le Verrier (di Perancis) dan Adams (di Inggris) mengemukakan jika ada gangguan dari luar planet yang diketahui tidak menjelaskan penyimpangan gerak Uranus, yang berarti ia dipengaruhi oleh gaya tarik benda yang belum diketahui. Mereka hampir secara bersamaan menghitung di mana di belakang Uranus seharusnya terdapat benda tak dikenal yang menghasilkan penyimpangan ini dengan gravitasinya. Mereka menghitung orbit planet yang tidak diketahui, massanya dan menunjukkan tempat di langit di mana waktu yang diberikan pasti ada planet yang tidak dikenal. Planet ini ditemukan melalui teleskop di tempat yang mereka tunjukkan pada tahun 1846. Dinamakan Neptunus. Neptunus tidak terlihat dengan mata telanjang. Dengan demikian, ketidaksepakatan antara teori dan praktik, yang tampaknya melemahkan otoritas ilmu pengetahuan materialis, membuahkan kemenangan.
Referensi:
1.MI. Bludov - Percakapan tentang Fisika, bagian pertama, edisi kedua, direvisi, “Pencerahan” Moskow 1972.
2.BA. Vorontsov-Velyamov – Astronomi! Kelas 1, edisi ke-19, “Pencerahan” Moskow 1991.
3.A.A. Leonovich - Saya menjelajahi dunia, Fisika, Moskow AST 1998.
4. A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik – Fisika kelas 9, Penerbit Bustard 1999.
5. Ya.I. Perelman – Fisika yang menghibur, buku 2, edisi ke-19, penerbit Nauka, Moskow 1976.
bimbingan belajar
Butuh bantuan mempelajari suatu topik?
Spesialis kami akan memberi saran atau memberikan layanan bimbingan belajar tentang topik yang Anda minati.
Kirimkan lamaran Anda menunjukkan topik saat ini untuk mengetahui kemungkinan mendapatkan konsultasi.
Bulan, satelit alami Bumi, selama pergerakannya di luar angkasa dipengaruhi terutama oleh dua benda - Bumi dan Matahari. Pada saat yang sama, gravitasi matahari dua kali lebih kuat dari gravitasi bumi. Oleh karena itu, kedua benda (Bumi dan Bulan) berputar mengelilingi Matahari, berdekatan satu sama lain.
Dengan dominasi dua kali lipat gravitasi matahari atas bumi, kurva gerak Bulan seharusnya cekung terhadap Matahari di semua titiknya. Pengaruh Bumi di dekatnya, yang secara signifikan melebihi massa Bulan, mengarah pada fakta bahwa kelengkungan orbit heliosentris bulan berubah secara berkala.
Pergerakan Bumi dan Bulan di ruang angkasa serta perubahan posisi relatifnya terhadap Matahari ditunjukkan pada diagram.
Saat berputar mengelilingi Bumi, Bulan bergerak dalam orbitnya dengan kecepatan 1 km/detik, yaitu cukup lambat untuk tidak meninggalkan orbitnya dan “terbang” ke luar angkasa, tetapi juga cukup cepat untuk tidak jatuh ke Bumi. Menjawab langsung pertanyaan penulis, kita dapat mengatakan bahwa Bulan akan jatuh ke Bumi hanya jika tidak bergerak pada orbitnya, yaitu. jika kekuatan luar (semacam tangan kosmik) menghentikan Bulan pada orbitnya, secara alami ia akan jatuh ke Bumi. Namun, hal ini akan melepaskan begitu banyak energi sehingga tidak mungkin membicarakan Bulan yang jatuh ke Bumi sebagai benda padat.
Dan juga dengan pergerakan Bulan.
Agar lebih jelas, model pergerakan Bulan di luar angkasa disederhanakan. Pada saat yang sama, kita tidak akan kehilangan ketelitian matematis dan mekanika angkasa jika, dengan menggunakan pilihan yang lebih sederhana sebagai dasar, kita tidak lupa memperhitungkan pengaruh berbagai faktor yang mengganggu pergerakan.
Dengan asumsi Bumi tidak bergerak, kita dapat membayangkan Bulan sebagai satelit planet kita, yang pergerakannya mematuhi hukum Kepler dan terjadi sepanjang orbit elips, menurut skema serupa, nilai rata-rata eksentrisitas orbit bulan adalah e = 0,055. Sumbu semimayor elips ini besarnya sama dengan jarak rata-rata, yaitu 384.400 km. Pada titik puncak, pada jarak terjauh, jarak tersebut bertambah menjadi 405.500 km, dan pada titik perigee (pada jarak terpendek) menjadi 363.300. km. Bidang orbit bulan miring terhadap bidang ekliptika dengan sudut tertentu.
Di atas adalah diagram yang menjelaskan makna geometris elemen orbit Bulan.
Unsur-unsur orbit Bulan menggambarkan rata-rata gerak Bulan yang tidak terganggu,
Namun pengaruh Matahari dan planet-planet menyebabkan orbit Bulan berubah posisinya di luar angkasa. Garis simpul bergerak pada bidang ekliptika searah gerakan terbalik Bulan di orbit. Oleh karena itu, nilai bujur dari simpul menaik terus berubah. Putaran penuh garis node selesai dalam 18,6 tahun.
Mengapa Bulan tidak jatuh menimpa Matahari?
Bulan jatuh ke Matahari dengan cara yang sama seperti di Bumi, yaitu hanya cukup untuk tetap berada pada jarak yang kira-kira sama saat berputar mengelilingi Matahari.
Bumi dan satelitnya, Bulan, berputar mengelilingi Matahari, artinya Bulan berputar mengelilingi Matahari.
Timbul pertanyaan berikut: Bulan tidak jatuh ke Bumi, karena memiliki kecepatan awal, ia bergerak secara inersia. Namun menurut hukum ketiga Newton, gaya-gaya yang bekerja pada dua benda satu sama lain adalah sama besarnya dan berlawanan arah. Oleh karena itu, dengan gaya yang sama seperti Bumi menarik Bulan, dengan gaya yang sama pula Bulan menarik Bumi. Mengapa Bumi tidak jatuh ke Bulan? Atau apakah ia juga berputar mengelilingi Bulan?
Faktanya adalah Bulan dan Bumi berputar mengelilingi pusat massa yang sama, atau, untuk menyederhanakan, bisa dikatakan, mengelilingi pusat gravitasi yang sama. Ingat percobaan dengan bola dan mesin sentrifugal. Massa salah satu bola adalah dua kali massa bola lainnya. Agar bola-bola yang dihubungkan dengan seutas benang tetap berada dalam kesetimbangan terhadap sumbu rotasi ketika berputar, jaraknya dari sumbu, atau pusat rotasi, harus berbanding terbalik dengan massanya. Titik atau pusat di mana bola-bola ini berputar disebut pusat massa kedua bola.
Hukum ketiga Newton tidak dilanggar dalam percobaan dengan bola: gaya yang menyebabkan bola menarik satu sama lain menuju pusat massa yang sama adalah sama. Dalam sistem Bumi-Bulan, pusat massa bersama berputar mengelilingi Matahari.
Apakah gaya tarik Bumi terhadap Lu-nu dapat disebut sebagai berat Bulan?
Tidak, kamu tidak bisa. Kita menyebut berat suatu benda sebagai gaya yang disebabkan oleh gravitasi bumi yang dengannya benda tersebut menekan suatu penyangga: timbangan, misalnya, atau meregangkan pegas dinamometer. Jika Anda meletakkan dudukan di bawah Bulan (pada sisi yang menghadap Bumi), maka Bulan tidak akan memberikan tekanan padanya. Bulan tidak akan meregangkan pegas dinamometer meskipun mereka dapat menahannya. Seluruh pengaruh gaya gravitasi Bulan di Bumi hanya terlihat dalam menjaga Bulan tetap pada orbitnya, dalam memberikan percepatan sentripetal padanya. Kita dapat mengatakan tentang Bulan bahwa dalam kaitannya dengan Bumi, ia tidak berbobot sama seperti benda tak berbobot di pesawat ruang angkasa-satelit, ketika mesin berhenti bekerja dan hanya gaya gravitasi ke arah Bumi yang bekerja pada kapal, tetapi gaya ini tidak bisa disebut berat. Semua benda yang dilepaskan dari tangan para astronot (pena, buku catatan) tidak jatuh, melainkan melayang bebas di dalam kabin. Semua benda yang terletak di Bulan, dalam kaitannya dengan Bulan, tentu saja berbobot dan akan jatuh ke permukaannya jika tidak ditahan oleh sesuatu, tetapi dalam kaitannya dengan Bumi, benda-benda tersebut tidak akan berbobot dan tidak dapat jatuh. ke Bumi.
Apakah ada gaya sentrifugal pada sistem Bumi-Bulan, apa pengaruhnya?
Pada sistem Bumi-Bulan, gaya tarik-menarik antara Bumi dan Bulan adalah sama besar dan berlawanan arah, yaitu menuju pusat massa. Kedua gaya ini bersifat sentrifugal. Tidak ada gaya sentrifugal di sini.
Jarak Bumi ke Bulan kurang lebih 384.000 km. Perbandingan massa Bulan dengan massa Bumi adalah 1/81. Akibatnya, jarak pusat massa ke pusat Bulan dan Bumi akan berbanding terbalik dengan angka tersebut. Membagi 384.000 km di 81, kita mendapatkan sekitar 4.700 km. Artinya pusat massa berada pada jarak 4.700 km dari pusat bumi.
Jari-jari bumi sekitar 6400 km. Akibatnya, pusat massa sistem Bumi-Bulan terletak di dalam bola bumi. Oleh karena itu, jika kita tidak mengupayakan keakuratan, kita dapat berbicara tentang revolusi Bulan mengelilingi Bumi.
Lebih mudahnya terbang dari Bumi ke Bulan atau dari Bulan ke Bumi, karena... Tahukah Anda bahwa agar roket bisa menjadi satelit buatan Bumi, ia harus diberi kecepatan awal? 8 km/detik. Agar roket dapat meninggalkan bola gravitasi bumi, diperlukan kecepatan lepas kedua yang sama dengan 11,2 km/detik. Untuk meluncurkan roket dari Bulan, diperlukan kecepatan yang lebih rendah karena... gaya gravitasi di Bulan enam kali lebih kecil dibandingkan di Bumi.
Benda-benda di dalam roket menjadi tidak berbobot sejak mesin berhenti bekerja dan roket terbang bebas dalam orbit mengelilingi bumi, ketika berada dalam medan gravitasi bumi. Selama penerbangan bebas mengelilingi bumi, baik satelit maupun semua benda di dalamnya yang relatif terhadap pusat massa bumi bergerak dengan percepatan sentripetal yang sama sehingga tidak berbobot.
Bagaimana bola-bola yang tidak dihubungkan dengan seutas benang bergerak pada mesin sentrifugal: sepanjang jari-jari atau garis singgung lingkaran? Jawabannya tergantung pada pilihan sistem acuan, yaitu relatif terhadap benda acuan mana kita akan mempertimbangkan pergerakan bola. Jika kita mengambil permukaan meja sebagai sistem acuan, maka bola-bola tersebut bergerak bersinggungan dengan lingkaran yang dibatasinya. Jika kita mengambil alat berputar itu sendiri sebagai sistem acuan, maka bola-bola tersebut bergerak sepanjang radius. Tanpa menunjukkan sistem referensi, pertanyaan tentang gerak tidak masuk akal sama sekali. Bergerak berarti bergerak relatif terhadap benda lain, dan kita harus menunjukkan yang mana.
Artikel tersebut membahas tentang mengapa Bulan tidak jatuh ke Bumi, alasan pergerakannya mengelilingi Bumi dan beberapa aspek lainnya mekanika angkasa tata surya kita.
Awal era luar angkasa
Satelit alami planet kita selalu menarik perhatian. Pada zaman kuno, Bulan adalah subjek pemujaan beberapa agama, dan dengan penemuan teleskop primitif, para astronom pertama tidak dapat melepaskan diri dari merenungkan kawah yang megah.
Beberapa saat kemudian, dengan penemuan di bidang astronomi lainnya, menjadi jelas bahwa tidak hanya planet kita, tetapi juga sejumlah planet lain, yang memiliki satelit angkasa seperti itu. Dan Jupiter memiliki sebanyak 67 buah! Namun perusahaan kami adalah yang terdepan dalam hal ukuran di seluruh sistem. Tapi kenapa Bulan tidak jatuh ke Bumi? Apa alasan pergerakannya pada orbit yang sama? Inilah yang akan kita bicarakan.
Mekanika Surgawi
Pertama, Anda perlu memahami apa itu gerakan orbital dan mengapa hal itu terjadi. Menurut definisi, yang digunakan oleh fisikawan dan astronom, orbit adalah pergerakan benda lain yang massanya jauh lebih besar. Untuk waktu yang lama Orbit planet dan satelit berbentuk lingkaran diyakini sebagai yang paling alami dan sempurna, tetapi Kepler, setelah gagal menerapkan teori ini pada pergerakan Mars, menolaknya.
Seperti yang Anda ketahui dari kursus fisika, dua benda mana pun mengalami apa yang disebut gravitasi. Kekuatan yang sama mempengaruhi planet kita dan Bulan. Namun jika mereka tertarik, mengapa Bulan tidak jatuh ke Bumi, seperti yang paling masuk akal?
Soalnya Bumi tidak diam, melainkan bergerak mengelilingi Matahari dalam bentuk elips, seolah-olah terus-menerus “melarikan diri” dari satelitnya. Dan ia, pada gilirannya, memiliki kecepatan inersia, itulah sebabnya ia bergerak dalam orbit elips.
Contoh paling sederhana yang bisa menjelaskan fenomena ini, ini adalah bola dengan tali. Jika Anda memutarnya, ia akan menahan benda pada satu bidang atau lainnya, tetapi jika Anda memperlambatnya, itu tidak akan cukup dan bola akan jatuh. Gaya yang sama juga bekerja di Bulan. Gravitasi bumi membawanya, mencegahnya dari diam, dan gaya sentrifugal, yang berkembang sebagai hasil rotasi, menahannya, mencegahnya mendekati jarak kritis.
Jika kita memberikan penjelasan yang lebih sederhana terhadap pertanyaan mengapa Bulan tidak jatuh ke Bumi, maka alasannya adalah interaksi gaya yang seimbang. Planet kita menarik satelit, memaksanya berputar, dan gaya sentrifugal seolah mendorongnya menjauh.
Matahari
Hukum seperti itu tidak hanya berlaku untuk planet dan satelit kita, semua orang juga mematuhinya. Secara umum, gravitasi adalah hal yang sangat penting topik yang menarik. Pergerakan planet-planet disekitarnya sering diibaratkan seperti jarum jam, begitu tepat dan tepat. Dan yang terpenting, sangat sulit untuk memecahkannya. Sekalipun beberapa planet dihilangkan darinya, sisanya akan tetap sama probabilitas tinggi, akan dibangun kembali ke orbit baru, dan keruntuhan dengan jatuhnya bintang pusat tidak akan terjadi.
Tetapi jika bintang kita memiliki efek gravitasi yang sangat besar bahkan pada objek yang paling jauh, lalu mengapa Bulan tidak jatuh ke Matahari? Tentu saja, jarak bintang tersebut jauh lebih jauh daripada Bumi, tetapi massanya, dan karenanya gravitasi, adalah urutan besarnya lebih tinggi.
Masalahnya adalah satelitnya juga bergerak dalam orbit mengelilingi Matahari, dan yang terakhir tidak mempengaruhi Bulan dan Bumi secara terpisah, tetapi pusat massanya yang sama. Dan Bulan terkena pengaruh gravitasi ganda - bintang dan planet, dan setelah itu gaya sentrifugal, yang menyeimbangkannya. Jika tidak, semua satelit dan objek lainnya pasti sudah lama terbakar di bawah terik matahari. Inilah jawabannya pertanyaan yang sering diajukan tentang mengapa bulan tidak jatuh.
Pergerakan Matahari
Fakta lain yang patut disebutkan adalah Matahari juga bergerak! Dan bersamaan dengan itu, seluruh sistem kita, meskipun kita terbiasa mempercayai hal itu luar angkasa stabil dan tidak berubah, kecuali pada orbit planet.
Jika kita melihat lebih global, di dalam sistem dan seluruh klasternya, kita dapat melihat bahwa mereka juga bergerak menurut lintasannya masing-masing. DI DALAM dalam hal ini Matahari dengan “satelitnya” berputar mengelilingi pusat galaksi. Jika kita bayangkan gambar ini dari atas, maka tampak seperti spiral dengan banyak cabang yang disebut lengan galaksi. Matahari kita, bersama jutaan bintang lainnya, bergerak dalam salah satu lengan ini.
Jatuh
Tapi tetap saja, jika Anda bertanya pada diri sendiri pertanyaan ini dan berfantasi? Kondisi apa yang diperlukan agar Bulan dapat menabrak Bumi atau bergerak menuju Matahari?
Hal ini dapat terjadi jika satelit berhenti berputar mengelilingi objek utama dan gaya sentrifugal menghilang, atau jika ada sesuatu yang mengubah orbitnya secara drastis dan menambah kecepatan, misalnya tabrakan dengan meteorit.
Nah, ia akan menuju bintang jika pergerakannya mengelilingi bumi sengaja dihentikan dan diberikan percepatan awal menuju bintang. Namun kemungkinan besar, Bulan secara bertahap akan memasuki orbit melengkung yang baru.
Mari kita rangkum: Bulan tidak jatuh ke Bumi, karena selain gaya tarik planet kita, juga dipengaruhi oleh gaya sentrifugal yang seolah-olah mendorongnya menjauh. Alhasil, kedua fenomena ini saling seimbang, satelit tidak terbang menjauh atau menabrak planet.
