Почему луна не падает на землю кратко

Обновлено: 05.07.2024

Известно, что мелкие космические объекты (астероиды и некоторые кометы), попав в поле притяжения нашей планеты, безудержно летят на ее поверхность с ускорением (сгорая в плотных слоях атмосферы). Но почему луна не падает? Давайте подробно разберемся в причинах того астрофизического обстоятельства, из-за которого данное тело стало вечным спутником Земли.

Что удерживает луну в небе?

Для начала обратите внимание, что вращающийся крупный объект всегда притягивает к себе очень маленькие. Достаточно пронаблюдать за перышками или пылинками (куда они летят?).

Дело в том, что центробежные силы, возникшие при рождении нашего спутника, а также порядочный вес Луны породил у нее орбитальную скорость, превышающую первую космическую.

Что это значит? То, что ночная планета не устремится вниз пока не снизит скорость, изначально появившуюся у ней в момент знакомства с нашей орбитой. Обратите внимание, что во время представления в круглом здании (цирке) мотоциклист, разгоняясь до определенной скорости по кругу, запросто заезжает на вертикальную поверхность круговой стены и не падает оттуда. Все дело в силах, возникших во время такого движения и именно на таком разгоне.

Скорость направлена строго перпендикулярно радиусу того самого вращения. Такая вот патовая ситуация. Мог бы этот шар все-таки уйти на свободу? Только, если его притянет более тяжелая масса, чем наш родной планетоид. Или если ее что-то ее разгонит (огромный движок, к примеру).

Почему другие небесные тела иногда падают на Землю?

Почему Луна не падает на Землю? Наша планета обладает колоссальной силой притяжения, которую чувствует каждый человек. Неужели этой силы недостаточно, чтобы притянуть планету-спутник? Ученым удалось разгадать секреты Луны и дать ответ на этот вопрос.

Почему Луна не падает на Землю

Рассматривая на небосклоне спутник Земли, многие спрашивают себя, как происходит движение Луны по небу и почему она не падает на нашу планету?

Другие космические тела, а также космические аппараты часто падают. Какие же секреты есть у видимой нами планеты, вращается ли Луна и как ей удается удерживать свои позиции в космосе?

Земля и Луна связаны следующим образом:

Луна находится под действием силы притяжения — гравитационного поля Земли. Это та же сила не позволяет людям взлетать без специального оборудования. Однако при этом гравитация не притягивает Луну к нашей планете.
Дело в том, что спутник постоянно движется по собственной орбите вокруг Земли. Этот процесс сопряжен с возникновением другой силы — центробежной, отталкивающей светило от Земли.

Чтобы это понять, достаточно представить аттракцион из луна-парка, в котором лодочки-карусели двигаются по кругу. Можно ли переместиться в центр карусели во время вращения? Не выйдет: человек почувствует сильное отталкивание, как от давления в грудь или сильного ветра. Такой же эффект испытывает Луна во время движения вокруг Земли.

В то время как многие думают, что Луна приближается к Земле, на самом деле Луна отдаляется от Земли на 3–4 см каждый год. Траекторию движения нашего спутника описывают как спираль, которая медленно раскручивается. Происходит это по нескольким причинам.

Планета Земля и ее спутник: Freepick

Во-первых, из-за воздействия главной звезды Солнечной системы (Солнца). Она действует на Луну как магнит, причем сила воздействия больше той, какую на свой спутник оказывает Земля. Рассмотрим этот процесс подробнее:

Луна — спутник, самый близкий к Солнцу. Главная звезда нашей Галактики обладает мощной силой — магнитным полем. Оно в несколько раз превышает силу Земли и притягивает к себе Луну.
Упасть на Солнце Луна не может. Ее вращение происходит и вокруг Земли, и вместе с планетой вокруг Солнца. При этом возникает все та же центробежная сила, которая направлена на отталкивание Луны и компенсацию притяжения Солнца.

Кроме того, удаление Луны — следствие так называемого приливного ускорения. Его смысл таков:

Земля совершает поворот вокруг своей оси в течение суток, а Луне требуется на такое вращение 27,3 суток.
Вслед за быстрее вращающейся Землей увлекается и медленно летящая Луна, то есть Земля передает спутнице часть собственной энергии движения.
Эта энергия служит для Луны ускорителем, который поднимает ее орбиту.

Может ли однажды остаться Земля без Луны? Ученые на этот вопрос отвечают отрицательно, и вот почему:

Забирая у Земли энергию вращения, Луна притормаживает планету.
По этой причине вращение Земли вокруг своей оси несколько замедляется, и происходит подъем геостационарной орбиты (той орбиты, на которой Луна двигается со скоростью, равной скорости вращения Земли).
Через много тысяч лет такой процесс приведет Луну на геостационарную орбиту и синхронизирует с нашей планетой, то есть планеты будут повернуты друг к другу лишь одной стороной.
В этом устойчивом состоянии Земля с Луной пробудут миллиарды лет. Нарушить взаимное вращение сможет Солнце или другой объект. Тогда спутник упадет.

Действие физических сил (притяжения и отталкивания) — главная причина, почему планеты не падают. Только остановка движения космического объекта или механизма приводит к его падению.

Почему на Землю падают небесные тела

В космосе наряду с планетами и звездами есть различные объекты:

Похожие на планеты, но гораздо более скромные по размерам тела, называют астероидами. Они двигаются вокруг Солнца по своим орбитам (траекториям), у некоторых бывают спутники.
Космической пылью называют мельчайшие частички вещества, которые расположены в пространстве Вселенной.
Объекты средних величин с размерами от 0,1 мм до 10–30 м называют метеороидами. Они рассредоточиваются в пространстве, двигаются по произвольным или относительно стабильным траекториям. Иногда образуют скопления — рои.

Когда такие метеороиды попадают в гравитационное поле Земли, то это меняет их траекторию движения — их притягивает к поверхности.

Отметим, что движение космических тел происходит на огромных скоростях. На входе в атмосферу цифры колеблются от 11 до 72 км/с. При трении о воздух они загораются и начинают светиться. Большинство метеороидов сгорает, не достигнув поверхности, крупные постепенно замедляются и остывают.

Дождь из метеоров: Freepick

То, что с ними произойдет дальше, определяется массой, начальной скоростью, углом входа в атмосферу:

Если космическое тело красочно сгорит в атмосфере, то его назовут метеор (или болид).
При неоднородной, неустойчивой внутренней структуре оно может взорваться в воздухе, а на Землю попадут лишь обломки. Это так называемый метеоритный дождь.
Если космическое тело успеет затормозить, то его траектория изменится, оно упадет на поверхность планеты. Это будет метеорит.
Крупные космические тела на больших скоростях (2–4 км/с) при столкновении с поверхностью Земли производят мощные взрывы с образованием метеоритных кратеров (астроблем). В процессе выветривания они постепенно разрушаются.

В среднем в течение суток на Землю попадает примерно 5–6 тонн метеоритного вещества, о есть за год около 2000 тонн. Но большая часть сгорает в атмосфере, не достигнув поверхности нашей планеты. Многие падают в океаны или приземляются в малонаселенных областях. Очень редко метеорит падает в населенной местности, и у этого события оказывается много свидетелей.

Что происходит с космическими объектами, которые в космос запускают люди? Эти искусственные спутники должны вращаться вокруг планеты на четко заданной скорости и расстоянии, чтобы удерживаться на собственной орбите. На больших скоростях они будут вырываться из гравитационного поля и улетать во Вселенную, а на меньших — сойдут с орбиты и упадут вниз.

Для последнего варианта развития событий есть множество причин. Скорость передвижения спутников замедляют:

вещества, которые проникают на большие высоты из атмосферы Земли;
солнечный ветер, то есть частички, которые попадают в космос с Солнца;
гравитационная сила Земли и прочих небесных тел.

К падению таких аппаратов приводят просчеты ученых, которые их проектируют.

Но что бы ни происходило с рукотворными объектами, в Луне можно не сомневаться: она на Землю точно не упадет. Зная о том, почему Луна не падает на Землю, остается только восхититься тем, как точно и умело создано все в природе.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Из-за силы тяготения у нас все норовит упасть на землю. Так почему же в нас никак не врежется Луна?

Благодаря гравитации мы крепко стоим ногами на земле.

Эта немного загадочная сила придает вещам вес. Вот почему мяч падает обратно, как бы высоко вы его ни подбросили.

У больших объектов гравитация больше, чем у маленьких. Но, например, гравитация планеты по мере удаления от нее все больше ослабевает.

Земля очень велика, и гравитация у нее огромная. Именно благодаря этому вокруг нее и держатся газы нашей атмосферы, и нам есть чем дышать. Благодаря силе притяжения Земли вы можете подпрыгнуть и не улететь при этом невесть куда. В большинстве случаев вы просто снова приземляетесь на ноги.

Земля притягивает к себе все вокруг.

Почему же тогда Луна, которая меньше Земли, продолжает вращаться вокруг земного шара по маршруту, который мы называем орбитой? Разве она не должна была упасть на Землю так же, как мы после прыжка?

Луна падает на Землю, просто промахивается

На самом-то деле Луна и правда все время свободно падает на Землю. Просто она постоянно промахивается.

Ученый Исаак Ньютон первым сообразил, что одна и та же сила заставляет и яблоки падать на землю, и луны с планетами вращаться по орбитам.

Он провел мысленный эксперимент.

Если вы возьмете камень и отпустите его, он упадет прямо вниз. Если вы бросите камень перед собой, из-за силы тяжести он все равно упадет на землю. Но в этом случае он будет лететь не только вниз, но и вперед. Он будет падать по дуге.

Представьте себе очень высокую гору. Вы стреляете с нее из пушки, ядро летит далеко вперед и в конце концов падает на землю.

А еще можно представить себе фантастическую пушку, которая стреляет с просто ужасающей силой. Ядро улетает очень далеко вперед по очень слабой дуге. Да и Земля под ней изгибается, ведь она круглая.

Если пушечное ядро будет лететь с достаточно большой скоростью, оно никогда не упадет на поверхность из-за изгиба Земли.

Таким образом пушечное ядро окажется на орбите вокруг Земли.

Не падает, потому что мы идем на хорошей скорости

А что произойдет, если выстрелить пушечным ядром с еще большей силой и разогнать его до еще большей скорости?

Оно вырвется из зоны действия гравитации Земли и продолжит свой путь в космос.

Луну на ее орбите удерживает сочетание расстояния от Земли и ее скорости, пишет Европейское космическое агентство.

Точно так же и Земля вращается вокруг Солнца. Ее скорость составляет 108 тысяч километров в час. Это очень много. Благодаря скорости Земли мы и движемся по стабильной орбите.

Спутники вокруг земли

Знания об орбитах и гравитации очень важны для отправки в космос искусственных спутников. Спутники — это космические аппараты, которые вращаются вокруг Земли. Благодаря им мы можем фотографировать Землю, пользоваться мобильными телефонами и много чего еще.

Спутники должны вращаться вокруг Земли, а не уходить в открытый космос или падать обратно на поверхность нашей планеты.

Те, кто запускает спутники в космос, должны проделать много расчетов, чтобы космический аппарат набрал на высоте правильную скорость. По данным британского Института физики (IOP), только так они могут оказаться на орбите.

Международная космическая станция также вращается вокруг Земли. Там живут астронавты. Хотя они находятся достаточно близко от Земли, чтобы подвергаться сильному воздействию ее гравитации, они испытывают невесомость. Все потому, что они вместе с космической станцией фактически оказались в ловушке свободного падения вокруг Земли, как и Луна.

Другой взгляд на гравитацию

Но что же такое гравитация на самом деле?

Альберт Эйнштейн пришел к выводу, что гравитация вовсе не притягивает предметы друг к другу.

На самом деле тяжелые объекты искривляют пространство вокруг себя. Если упростить, можно представить себе, как тяжелый большой шар прогибает под собой ткань батута. Запустите рядом маленький шарик, и он начнет кататься вокруг большого как планета вокруг звезды.

Маленький шарик замедляется из-за трения о воздух и ткань, и потому в конце концов скатывается к центру. Но в космосе такого не произойдет.

Можно сказать, что планеты на самом деле движутся прямо — а вот пространство искривлено.

Материалы по теме

Роверы и вертолеты на Марсе, несколько частных полетов с экипажем, роботизированные зонды, влетающие в атмосферу Солнца, и капитан Кирк, смело отправляющийся к последнему рубежу, — 2021 год стал выдающимся годом в космосе.

А вот ещё:

Вселенная конечна или бесконечна?

Есть ли конец у Вселенной? Или нет? В научном мире существует множество гипотез и мнений на этот счёт. Согласно свежей теории российских ученых, во Вселенной с границами нет и темной энергии. Но что тогда находится за космосом и как может выглядеть край конца Вселенной при таких условиях?

Долгое время считалось, что космическое пространство заполнено обычной материей — звездами, планетами, астероидами, кометами и сильно разреженным межгалактическим газом. Однако, в таком случае, открытое в XX веке, ускоренное расширение противоречит закону гравитации, согласно которому тела притягиваются друг к другу. Гравитационные силы бы замедляли расширение Вселенной, но никак не ускоряли бы его.

Несмотря на то, что о её наличии ведутся споры, некоторые теории конца Вселенной прямо или косвенно затрагивают идею существования такой материи.

Мы предлагаем для ознакомления как противоположные в этом вопросе, так и совсем не затрагивающие его научные теории, стремящиеся как можно рациональнее ответить на вопрос: имеет ли наша Вселенная конец или нет?

Вселенная не без конца, но будет расширяться

Их гипотеза построена на том, что вместо темной энергии во Вселенной действует эффект, аналогичный эффекту Казимира, если представить, что у Вселенной есть конец, возможные границы в виде некоего подобия стенок. Вот на эти стенки и распространяется эффект.

Эффект Казимира — это взаимное притяжение проводящих незаряженных тел (например близко расположенных друг к другу пластин) под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Грубо говоря, речь идет о колебаниях вакуума вследствие рождения и исчезновения в нем виртуальных частиц. Чем ближе находятся тела, тем активнее подавляется рождение частиц между ними. В результате давление между телами становится меньше, чем давление на них извне, где рождение фотонов ничем не ограничено. Так происходит притяжение.

Подобный эффект, как считают ученые из Калининграда, наблюдается и во Вселенной — между ее границами, с обратной стороны которых описанное давление частиц отсутствует. Давление же на границы с нашей стороны, то есть изнутри, и заставляет Вселенную расширяться с ускорением.

Мыльный пузырь, который может лопнуть

Гипотеза о тёмной энергии порождает собой множество новых теорий, по-своему объясняющих где начало и конец ВселеннойNASA/ESA

Довольно близкую к балтийским учёным концепцию предлагает их коллега из Калифорнийского университета – Андреас Альбрехт. Он также считает что конец у Вселенной существует, несмотря на её продолжающее расширение. Впрочем, Альбрехт относится к тому крылу учёных, склонных думать, что расширение в конечном итоге остановится. Кроме этого, в своих работах, он высказывает мнение о том, что достигнув максимума, конечная Вселенная будет немногим больше видимого нами сейчас пространства. В числовом эквиваленте это лишь 20% от нынешнего состояния. Да и от гипотетической тёмной энергии, зарубежный специалист в собственных умозаключениях не отказывается.

Для доступности своей теории он предлагает изобразить Вселенную как мыльный пузырь, который всегда имеет конечные размеры. Однако будучи учёным, Альбрехт не осмеливается называть где находится конец вселенной и что дальше за его границами, справедливо оперируя нехваткой данных.

Волновая теория конца вселенной

Аппарат НАСА для изучения реликтового излучения сл краеугольным камнем в волновой теории о том, существует ли конец Вселенной или нет?NASA/WMAP Science Team

Обвинять Альбрехта в отсутствии данных сложно. Это объясняется таким свойством космоса, как реликтовое излучение, образовавшееся с самыми первыми атомами, согласно теории Большого Взрыва. Оно не даёт учёным изучать дальние галактики и их звёзды, являясь естественным барьером в их освоении и возможностью заглянуть за край конца Вселенной, если он конечно есть.

Но вместе с тем реликтовое излучение позволяет специалистам рассмотреть волновой спектр космоса. Исследования в этой области навели учёных на гипотезу о том, что если Вселенная действительно бесконечна, то в ней должны находится волны самых разнообразных длин. Тем не менее, за девять лет своей работы, аппарат WMAP, запущенный НАСА, как раз для исследования реликтового излучения, не обнаружил сколь-нибудь крупных волн. Выяснилось, что космическое пространство имеет узкий спектр волн, а значит, конец Вселенной существует.

Пока, правда, астрофизикам не удалось определить точную форму и границы Вселенной. Однако исследовать это могут помочь всё те же волны в космосе, а точнее их вибрации. Благодаря их различным типам, возникающим в пространстве, можно определить что находится в конце Вселенной, какой она формы и какие границы имеет. Остаётся только подождать, ведь подобные исследования зачастую длятся годами.

Луна не падает на Землю, потому что вращается под действием единственной силы — силы гравитации, которая направлена точно от Земли к Луне. Если вы добавите еще какую-то силу, например, трения, то тело будет падать. Так происходит со спутниками на орбитах ниже нескольких сотен километров.

Здравствуйте. Какую орбитальную скорость должна иметь Луна чтобы "упасть" на Землю?

Потому что при вращении луны под действием гравитации вокруг земли, возникает центробежная сила, которая в свою очередь отталкивает луну от земли.

первая космическая скорость 8 км/сек ,а Луна имеет скорость 1 км/сек по школьной логике должна уже давно упасть.

Сила притяжения Луны Землей направлена к Земле. Но, согласно второму закону Ньютона, по линии действия силы направлено - не движение тела, и даже не его скорость. А всего лишь ускорение. Это обстоятельство и приводит к такому движению Луны, которое имеет место. То есть, обращению вокруг Земли по эллиптической орбите.

Читайте также: