Содержание
СИЛА ПРИТЯЖЕНИЯ НА ЛУНЕ В ШЕСТЬ РАЗ МЕНЬШЕ, ЧЕМ НА ЗЕМЛЕ . На космическом корабле
Напомним сначала, что представляет собой сила тяготения. Согласно преданию, яблоко, упавшее с дерева, позволило Ньютону открыть закон всемирного тяготения (гравитации), что значительно ускорило развитие физики и астрономии. Теперь известно, что сила тяготения существует во всем космосе. Именно эта сила управляет движением всех небесных тел, связывает миллионы планет и звезд, определяет их вращение и движение по орбитам. Одна и та же сила, под влиянием которой яблоко падает по направлению к центру земли, заставляет нашу планету вращаться вокруг Солнца, а Луну вокруг Земли.
Чем больше планета или звезда, тем сильнее притягивает она другие небесные тела. Масса Луны гораздо меньше массы Земли, и притяжение на Луне составляет всего лишь одну шестую часть земного; это означает, что человек на Луне весит в шесть раз меньше, чем на Земле.
На Марсе человек весит в три раза меньше, на Венере разница будет небольшая, так как масса этой планеты весьма близка к массе Земли (81 процент массы Земли).
На самой маленькой планете солнечной системы — Меркурии, человеку было бы весьма неудобно передвигаться — его вес был бы в 27 раз меньше, чем на Земле, и любой его шаг превращался бы в огромный прыжок.
Наоборот, если кому-либо из космонавтов удалось бы опуститься на поверхность крупнейшей планеты солнечной системы — Юпитера, он встретился бы с трудностями совершенно обратного порядка: его вес увеличился бы против земного во много раз, и он практически был бы лишен способности передвигаться собственными силами.
Сила притяжения зависит также от расстояния. Железная гиря, весящая на поверхности Земли 1 кг, на высоте 400 км весит только 900 гр, а на высоте 25 000 км — всего лишь 5 гр. Если говорить точно — сила земного притяжения уменьшается пропорционально квадрату расстояния от центра земного шара.
Возникает законный вопрос, почему искусственные спутники Земли при вращении вокруг нее по орбите на высоте 200 или 300 километров не падают?
Чтобы легче уяснить себе характер сил, возникающих во время полета космического корабля по круговой орбите, проделаем следующий опыт.
Привяжем к спиральной пружине с одного ее конца какой-нибудь тяжелый предмет и, придерживая пружину за другой конец, станем ее вращать. Мы заметим, что пружина вытянется под влиянием груза. Если уменьшить обороты, пружина сократится, если, наоборот, увеличить скорость вращения, пружина удлинится. Можно предположить, что при очень быстром вращении пружина лопнет, и груз полетит в пространство.
Здесь играют роль две силы, действующие в противоположных направлениях. Одна из них, сила натяжения пружины, стремится притянуть груз к руке и в нашем опыте представляет собой силу земного притяжения, вторая, центробежная сила, являющаяся следствием вращения груза, аналогична центробежной силе, вызванной вращением спутника вокруг Земли. Это значит, что центробежная сила уменьшает силу притяжения. Если подобрать эти силы так, чтобы они взаимно уравновешивали друг друга, груз потеряет свой вес, очутится — как это принято считать — в состоянии невесомости.
Подобным образом обстоит дело, когда последняя ступень ракеты, сообщит космическому кораблю соответствующую скорость движения.
Wonderful-planet — Притяжение Луны — меньше земного в 6 раз!
Давайте пофантазируем, и представим себе путешествие на Луну. Что нас там ожидает? Среди других удивительных особенностей лунной природы космические путешественники встретят там странный мир малого притяжения Луны. Все станет легче: и люди, и окружающие предметы.
Притяжение Луны облегчит жизнь космическим путешественникам.
Захочется взобраться на высокие лунные горы. Но, поднимаясь по их кручам, будешь ощущать какую-то необычную легкость своего тела. Отталкиваясь ногой с привычной силой, будешь делать большие шаги или совершать прыжки гораздо выше и дальше, например через широкие трещины.
Ходить придется в прочных металлических скафандрах, защищающих путешественников от смертельного действия безвоздушного пространства.
Они будут тяжелее самого человека и на Земле были бы очень обременяющим грузом. Но здесь и скафандр, и запас кислорода для дыхания, и научное снаряжение, которое предстоит носить на себе, — все это будет весить в несколько раз меньше. Легкими станут и грузы, которые путешественники привезут с собой с Земли. Вот ящик с научными приборами. На Земле его с трудом несли два-три человека, а здесь легко поднимает один.
Притяжение Луны изменит вес человека и привычных предметов.
Вы захотели взвеситься и точнее определить, на сколько же уменьшился здесь вес? Вы встали на одну чашку весов, а на другую поставили гири. Что за странность? Весы показывают столько же, как на Земле. В чем дело? Да в том, что гири здесь тоже стали легче, и во столько же раз, как и вы. Пользоваться надо обязательно пружинными весами. Упругость их пружины здесь не изменилась, и они надежно покажут, во сколько раз меньше сила, с которой сжимает или растягивает пружину лунное притяжение.
Оказывается, с силой, в 6 раз меньшей.
- Притяжение Луны на поверхности спутника, а значит, и вес тел в 6 раз меньше, чем на поверхности Земли.
Мы потом узнаем, как это зависит от масс Земли и Луны и от их радиусов (расстояний их поверхности от центра).
Взрослый человек , весящий на Земле 60 кг, весит здесь только 10 кг. В 6 раз меньше весят и все другие предметы. Путешественники привезли с собой запас муки. Каждый мешок на Земле весил 80 кг, и грузчики несли на плечах по одному мешку. А здесь можно поднять и нести 6 мешков. Но заметьте – масса муки осталась прежней. А что важно для питания, масса или вес? Конечно, масса – количество вещества (муки).
Притяжение Луны позволяет прыгнуть на 15 метров! И даже дальше!
Прыжки на Луне можно делать в 6 раз выше и в 6 раз дальше.
Падая вниз или сбрасывая камни в глубокие лунные ущелья, вы заметили бы, что падение на Луне происходит медленнее, чем на Земле. Если от притяжения Земли скорость падающего тела увеличивается почти на 10 м (9,8 м) в каждую секунду, то от притяжения Луны она увеличивается всего на 1,6 м в каждую секунду (тоже в 6 раз меньше).
Такое падение напомнит вам замедленный показ движения в кино. Да и удар при падении получается менее сильным – сорвавшись с кручи лунной горы, скажем с высоты в 6 м, вы отделались бы лишь легким ушибом (как на Земле с высоты всего в 1 м).
Притяжение Луны влияет на особенности стрельбы.
Своеобразны и условия стрельбы на Луне. Если на Земле ружейная пуля пролетает 4 км, то на какое расстояние пролетела бы она на Луне? 4*6=24 км? Но так было бы при наличии воздуха, тормозящего движение пули. На Земле сопротивление воздуха уменьшает дальность ее полета в 22 раза. А так как на Луне воздуха нет, то она пролетит там еще в 22 раза дальше – 24*22 – более 528 км!
Однако наши земные снайперы не сразу могли бы приспособиться к новым условиям стрельбы на Луне. Ведь пуля пролетает по кривой траектории и от действия силы тяжести постепенно опускается вниз. Поэтому, прицеливаясь с помощью особого приспособления, наводят ствол выше цели, под определенным углом, с тем чтобы пуля от действия силы притяжения опустилась на нужном расстоянии и как попала в цель.
А так как притяжение Луны меньше земной, то пуля полетит по иной, более пологой кривой, и нужно наводить ствол под меньшим углом. Придется переделать все наши прицельные устройства.
Притяжение Луны делает невозможной наличие у нее атмосферы и гидросферы.
Почему у Земли есть атмосфера, а у Луны ее нет? Потому что Земля притягивает с достаточно большой силой, чтобы удержать вокруг себя воздушную оболочку и не дать ее быстро движущимся частицам газов разлетаться в мировое пространство. Притяжение же Луны для этого недостаточно велико. И если она когда-нибудь и имела атмосферу, то, вероятно, скоро ее потеряла – частицы газов, движущиеся в ней во все стороны с большой скоростью, одна за другой разлетелись в окружающее пространство.
На поверхности Луны не может быть и воды – морей, рек. Ведь без атмосферы и ее давления вся вода с поверхности сразу испарилась бы, а потом пары ее тоже разлетелись бы прочь от Луны.
***
Малое притяжение Луны.
Какова была бы жизнь в таких условиях?
Но давайте в своих фантазиях пойдем еще дальше. Представим себе такую «луну» или планету, на которой сила тяжести в несколько раз меньше, чем на Земле, и в то же время есть воздух, вода, живая природа и даже разумные существа. Что, быть может, увидели бы мы на такой «луне»?
Реки текут медленнее, чем у нас, так как вода движется в них сверху вниз от действия меньшей силы притяжения. С меньшей силой размывают они свои берега и разрушают горы. Гор на такой «луне» больше, и они выше.
Гидроэлектростанции имеют меньшую мощность, так как через их турбины протекает меньше воды и она имеет слабый напор. Поэтому они вырабатывают меньше электроэнергии.
Дождевые капли, образующиеся в облаках, имеют меньший вес, дольше парят в воздухе и лишь медленно падают вниз. Зато из-за малого атмосферного давления с поверхности морей происходит обильное испарение воды.
Легкий водяной пар поднимается в воздух и в большом количестве скопляется в нем в виде мощной «паровой рубашки».
Живые существа приспособлены к условиям меньшего притяжения «Луны». Возможно, что мы найдем среди них немало очень подвижных животных, совершающих быстрые и ловкие движения. Ведь тело их весит здесь меньше и мышцам легче приводить его в движение. Достаточны менее сильные мускулы, и тело живых существ выглядит стройным и грациозным. Чтобы поддерживать легкое тело, достаточны тонкие конечности. Устойчивость тела может быть здесь меньшей, а рост более высоким – ведь, имея меньший вес, эти существа не так легко опрокидываются и падают на «землю». Среди них много прыгающих и летающих животных, причем крылья для полета сравнительно невелики (при достаточной плотности воздуха). Встречаются и очень крупные, массивные существа – что-то вроде «сухопутных китов», так как вес их огромного тела здесь не так уж и велик.
Разумные обитатели такой «луны», вероятно, создали бы «технику малой тяжести».
Их строительные сооружения могли бы быть очень высокими и отличаться архитектурной легкостью и изяществом. При их постройке для подъема материалов достаточны менее мощные, да и менее устойчивые краны.
Так как поезда и грузовики весят здесь в несколько раз меньше, чем у нас, то мосты через реки могут иметь меньшую прочность.
Большого развития здесь достигла авиация. Самолеты легче и поднимают больше пассажиров и грузов. И крылья у них меньше, а двигатели не столь сильны. Люди летают по воздуху и с помощью небольших индивидуальных искусственных крыльев.
В данной статье мы рассмотрели тему: Притяжение Луны. Читайте далее… Астероиды. Во сколько раз сила притяжения уменьшается на них?
Есть ли у Луны гравитация?
Луна.
Обычный человек, вероятно, не слишком задумывается о концепции гравитации, хотя гравитация влияет почти на все аспекты нашей жизни. Сила гравитации является причиной падения объектов.
Исследования силы гравитации имеют решающее значение, поскольку они помогут нам лучше понять, как устроена Вселенная. Согласно закону всемирного тяготения Исаака Ньютона, объекты во Вселенной притягиваются друг к другу. На силу влияет расстояние и масса объекта. В сложных системах, таких как Солнечная система, гравитационная сила действует на планеты со стороны Солнца, тем самым удерживая их на орбите. Планеты также оказывают гравитационное воздействие на Солнце и другие планеты в разной степени в зависимости от массы и расстояния между телами. Теория относительности помогла продемонстрировать, что гравитация — это не только сила, но и искривление пространственно-временного континуума. Теория Эйнштейна обычно иллюстрируется с помощью тяжелого мяча, который помещается на натянутый резиновый лист, а другие меньшие шары падают на тяжелый мяч, потому что резиновый лист обернут из-за веса мяча.
Сравнение Луны и Земли
На Луне ощущается гравитация, но поскольку Луна намного меньше и имеет меньшую массу, чем Земля, гравитационное притяжение на поверхности меньше, чем на поверхности Земли.
Масса Луны составляет около 1,2% массы Земли, что делает гравитацию на Луне на 83,3% ниже, чем на Земле. Человек на поверхности Луны обычно испытывает около 17% гравитационного притяжения, которое обычно испытывает человек на Земле. Меньшая гравитация на Луне означает, что если бы кто-то прыгнул на 11,8 дюйма на Земле, это, вероятно, означало бы прыжок примерно на 6,56 фута на Луне, а если бы человек весил 220,46 фунта на Земле, вес на лунных весах был бы наверное 34,48 фунта.
Высадка на Луну
Из-за разницы в силе гравитации астронавтам Аполлона, впервые ступившим на поверхность Луны, пришлось научиться работать по-другому, приспосабливаясь к гравитации Луны. Было замечено, что астронавты совершали прыжковый бег, когда они двигались по поверхности полудня, поскольку обычная прогулка заставляла бы их взлетать слишком далеко и падать, что случалось несколько раз.
Считается, что с низким гравитационным притяжением на Луне можно было бы летать с прикрепленными к рукам крыльями.
Влияние гравитации Луны на Землю
Гравитационное притяжение Луны оказывает значительное влияние на приливы и отливы океана на Земле. Гравитационное притяжение Луны приводит к образованию двух водяных выпуклостей в земных океанах. Притяжение сильнее всего там, где вода из океана обращена прямо к Луне.
Benjamin Elisha Sawe в Environment
как высоко я могу прыгнуть на Луне?
Как высоко я могу прыгнуть на Луне? – Майлз, 5 лет, Лондон, Великобритания.
Если бы вам посчастливилось попасть на Луну, вы бы смогли там прыгнуть в шесть раз выше, чем здесь, на Земле. Попробуйте: подпрыгните и представьте, что вы на Луне. Шесть раз выше вы пойдете (лучше не смотреть вниз).
Как это работает? Что ж, все дело в гравитации, таинственной силе, которая тянет вас вниз, когда вы подпрыгиваете, и следит за тем, чтобы люди, живущие на другой стороне Земли, просто не упали.
Читать больше:
Любознательные дети: как гравитация притягивает предметы на Землю?
Гравитация не приклеивает вас к земле, как клей, и не притягивает вас обратно к земле, как эластичная лента. То, что вы на самом деле чувствуете, — это изменение формы пространства. Вы можете провести эксперимент, чтобы показать, как это работает. Вам нужно полотенце, яблоко или апельсин, горошина и четыре друга.
Попросите своих друзей держать уголок полотенца так, чтобы оно было красивым и плоским.
Попросите друзей закрыть глаза. Затем поместите фрукты в середину. Ваши друзья узнают, когда вы это сделали, потому что они почувствовали, как полотенце тянет их руки. Это потому, что у плода есть «масса» — он сделан из вещества.
Теперь положите горошину куда-нибудь на полотенце и отпустите. Вы увидите, как он катится к фрукту в середине — не потому, что фрукт потянулся за ним, а потому, что фрукт изменил форму полотенца, и горошина заметила это.
Любопытные дети — это серия игр от The Conversation, которая дает детям возможность получить ответы на свои вопросы о мире от экспертов. Если у вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта, отправьте его на [email protected]. Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.
Все, что имеет массу, изменяет пространство таким образом. У тебя тоже есть — совсем чуть-чуть. Возможно, поэтому неудивительно, что Луна вращается вокруг Земли, поскольку наша планета намного больше.
Но подождите, важен не только размер, но и масса. Луна составляет чуть более четверти размера Земли. Но если бы она имела такую же массу, то гравитация Луны была бы примерно в 14 раз сильнее земной, и вы бы вообще не смогли прыгнуть.
Если ту же массу сжать до размеров деревни, она станет черной дырой, и нас всех затянет в нее.
Но Луна состоит из того же вещества, что и внешние частицы Земли, которые менее плотны и плавают поверх более тяжелого ядра в середине, как нефть плавает поверх воды.
Читать больше:
Любознательные дети: что будет, если ядро Земли остынет?
Это означает, что масса Луны в 80 раз меньше массы Земли. Итак, гравитация на Луне (80 разделить на 14) в шесть раз слабее. Именно поэтому на нем так легко (и весело) прыгать, как это делали астронавты Аполлона.
US National Archives/Giphy
Но будьте осторожны: когда вы спускаетесь после рекордного прыжка, приземление будет таким же тяжелым, как и на Земле.
Хотя вы можете прыгать очень высоко на Луне, вы будете рады узнать, что вам не нужно беспокоиться о том, чтобы прыгнуть в космос. На самом деле вам нужно будет двигаться очень быстро — более 2 километров в секунду — чтобы сбежать с поверхности Луны.
Самым быстрым прыгуном среди людей когда-либо был Хавьер Сотомайор, достигший скорости 7 метров в секунду и роста 2,45 метра (уже он был ростом почти 2 метра).
Если бы Сотомайор прыгнул на Луну, он смог бы перепрыгнуть дом, но не быстрее. Скорость, с которой вы прыгаете, не зависит от силы гравитации — она зависит от вашей мышечной силы (и мастерства). Так что он тоже не смог бы спрыгнуть с Луны.
А блохи? Они наверняка смогут хорошо прыгнуть в космос? Неа. Они даже не могут достичь той же скорости, что и люди, когда прыгают. Вот почему блоха на Земле не могла прыгнуть на 2,45 метра в высоту. Конечно, они прыгают во много раз больше своего собственного роста, но ведь они действительно крошечные.
Именно они и вызывают аномалии лунной гравитации и даже способны изменять курс космических аппаратов, расположенных на орбите Луны.
На самой маленькой планете солнечной системы — Меркурии, человеку было бы весьма неудобно передвигаться — его вес был бы в 27 раз меньше, чем на Земле, и любой его шаг превращался бы в огромный прыжок.
Сорок лет спустя новые эксперименты могут помочь объяснить, почему астронавты Аполлона иногда с трудом удерживались в вертикальном положении. [Человеческое тело в космосе: 6 странных фактов]
com. 
Сила гравитации, действующая на человека, определяет его вес. Даже если ваша масса будет одинаковой на Земле и на Луне, если вы весите 132 фунта (60 кг) на Земле, вы будете весить около 22 фунтов (10 кг) на Луне.
Новолуние, когда Луна затемнена, происходит, когда Луна находится почти прямо между Землей и Солнцем — солнечный свет освещает только дальнюю сторону Луны (сторону, которую мы не можем видеть с Земли).
