Один древний грек, якобы Плутарх, изрёк: дескать, как только Луна замедлит свой бег, она тотчас упадёт на Землю, как камень, выброшенный из пращи. Это было сказано ещё тогда, когда падали звёзды, а не метеориты.
Ещё лет через пятьдесят свои три копейки вставил Ньютон: мол, уважаемые, если бы Луна двигалась только по инерции, она бы двигалась по прямой, давным-давно исчезнув в бездне Вселенной; Землю и Луну удерживает друг подле друга сила взаимного тяготения, принуждающая последнюю двигаться по окружности. Более того, говорил он, гравитация, являясь, скорее всего, первопричиной любого движения во Вселенной, способна на отдельных участках эллиптической (Кеплеровой) орбиты даже ускорять чуть замедлившийся бег Луны… Ещё лет через пятьдесят Кавендиш с помощью свинцовых болванок и крутильных весов якобы доказал существование силы взаимного тяготения между небесными телами.
Вот и всё. Стало быть, это инерция и гравитация, принуждающие Луну двигаться по замкнутой орбите, и являются причинами, не позволяющими Луне упасть на Землю. Выходит, если гравитационная масса Земли вдруг увеличится, то Луна лишь отодвинется от неё на своей более высокой орбите за счёт увеличения скорости и пропорционально возрастающего эффекта центробежности. Но…
Никаких замкнутых орбит – круговых и эллиптических – быть у спутников планет не может. Сейчас мы посмотрим на совместное «падение» Земли и Луны на Солнце и убедимся в этом.
Итак, Земля и Луна совместно «падают» в гравитационном пространстве Солнца вот уже около 4-х миллиардов лет. При этом скорость Земли относительно Солнца – примерно 30 км/с, а Луны – 31. За 30 дней Земля проходит по своей траектории 77,8 млн. км (30 х 3600 х 24 х 30), а Луна – 80,3. 80,3 – 77,8 = 2,5 млн. км. Радиус орбиты Луны равен примерно 400000 км. Стало быть, длина окружности орбиты Луны – 400000 х 2 х 3,14 = 2,5 млн. км. Только в наших рассуждениях 2,5 млн. км - это уже «кривизна» почти прямой траектории Луны.
Масштабное отображение траекторий Земли и Луны может выглядеть и так: если в одной клетке будет 1 млн. км, то путь, пройденный Землёй и Луной за месяц, не уместится и во весь разворот тетрадки в клеточку, при этом максимальное удаление траектории Луны от траектории Земли в фазах полнолуния и новолуния будет равно всего 2-м миллиметрам.
Однако можно взять произвольной длины отрезок, означающий путь Земли, и нарисовать движение Луны за месяц. Движение Земли и Луны происходит справа налево, то есть против часовой стрелки. Если Солнце у нас где-то внизу рисунка, то в правой части рисунка мы точкой обозначим Луну в фазе полнолуния. Пусть Земля в это время будет точно под этой точкой. Через 15 дней Луна будет в фазе новолуния, то есть как раз посередине нашего отрезка и как раз под Землёй на рисунке. В левой части рисунка снова обозначаем точками положение Луны и Земли в фазе полнолуния.
Луна в течении месяца дважды пересекает траекторию Земли в так называемых узлах. Первый узел будет примерно в 7,5 сутках от фазы полнолуния. С Земли в это время видна как раз половинка лунного диска. Эта фаза называется первой четвертью, так как Луна к этому времени проходит четверть своего ежемесячного пути. Второй раз Луна пересекает траекторию Земли в последней четверти, то есть примерно в 7,5 сутках от фазы новолуния. Нарисовали?
Вот, что интересно: Луна в узле первой четверти находится на 400000 км впереди Земли, а в узле последней четверти – уже на 400000 км позади неё. Выходит, Луна «по верхнему гребню волны» движется с ускорением, а «по нижнему» - с замедлением; путь Луны от узла последней четверти до узла первой четверти на 800000 км длиннее.
Конечно, Луна в своём движении по «верхней дуге» ускоряется не самопроизвольно, это Земля своей гравитационной массой захватывает её и как бы перебрасывает через себя. Именно это свойство движущихся планет – захватывать и ускорять, увлекая за собой, – и используется для ускорения космических зондов при так называемом гравитационном маневре. Если же зонд пересекает путь планеты спереди от неё, то мы имеем гравитационный маневр с замедлением зонда. Всё просто.
Кульминация полнолуния повторяется через 29 суток 12 часов и 44 минуты. Это синодический период обращения Луны. Теоретически Луна должна проходить свой путь по орбите за 27 суток 7 часов и 43 минуты. Это сидерический период обращения, которого, на самом деле просто нет, как нет и замкнутой орбиты с определённой длиной окружности. Нестыковку в двое суток в учебниках объясняют перемещением Земли и Луны за месяц относительно круглого Солнца...
Итак, Ньютон «непадение» Луны на Землю объяснял её временными ускорениями при движении по эллиптической орбите. Мы, как думается, объяснили это ещё проще. А главное - правильнее и практичнее.
Помнится, Кеплер и Галилей дружно смеялись над "одержимостью округлённостью" орбит своих продвинутых современников: дескать, посмеёмся, мой Кеплер, великой глупости людской... Однако хорошо смеётся только тот, кто смеётся последним. Правда, смеяться над глупостью, попавшей в учебники, как-то не принято. И мы не будем.
Теперь - самое время ответить на непростой вопрос "Почему Луна к Земле всегда одним боком?". Ответ прост: потому что траектория движения Луны представляет собой не волну, а спираль с осью, находящейся на Земле.
Если один самолёт просто летит, а другой делает вокруг него "бочку", то с первого самолёта всегда видно только "брюхо" второго. При этом второй самолёт поочерёдно подставляется солнечным лучам всеми своими сторонами, если солнце где-то сбоку от них. Таким образом, смена светлого и тёмного времени суток происходит на Земле благодаря её суточному вращению, а на Луне день и ночь сменяются благодаря её движению по спиральной траектории.
Рецензии
Простите, но Сэр Исаа́к Нью́то́н (англ. Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 25 декабря 1642 года - 20 марта 1727 года по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; или 4 января 1643 года - 31 марта 1727 года по григорианскому календарю)
Галиле́о Галиле́й (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564, Пиза - 8 января 1642, Арчетри) - итальянский физик, механик.
Ге́нри Ка́вендиш - британский физик и химик, член Лондонского королевского общества. Родился: 10 октября 1731 г., Ницца, Франция. Умер: 24 февраля 1810 г., Лондон.
Другими словами, Исаа́к Нью́то́н родился в год смерти Галиле́о Галиле́я и умер 31 марта 1727! Через 4 года родился Ге́нри Ка́вендиш.
Но как все эти факты тогда стыкуются с такими вот вашими словами:
Веков так через семнадцать Галилей, вооружённый уже не только искусством разумных обобщений, но и телескопом, продолжил: Луна, мол, не замедляет свой бег потому, что движется по инерции, и движению этому, очевидно, ничто не препятствует. Сказал, как отрезал.
Ещё лет через двести свои три копейки вставил Ньютон: мол, уважаемые, если бы Луна двигалась только по инерции, она бы двигалась по прямой, давным-давно исчезнув в бездне Вселенной; Землю и Луну удерживает друг подле друга сила взаимного тяготения, принуждающая последнюю двигаться по окружности. Более того, говорил он, гравитация, являясь, скорее всего, первопричиной любого движения во Вселенной, способна на отдельных участках эллиптической (Кеплеровой) орбиты даже ускорять чуть замедлившийся бег Луны… Лет через сто Кавендиш с помощью свинцовых болванок и крутильных весов якобы доказал существование силы взаимного тяготения между небесными телами.
И Вам спасибо за искреннее надеюсь, желание внести свои изменения в версию «Почему Луна не падает на Землю». Что касается меня, то я, как приверженец в решении этого вопроса, скорее сэра Исаака Ньютона, чем Галилея, не могу не заметить, что версия Ньютона мне априори ближе.
Ближе потому только, что Ньютон, в отличие от упрямого Галилея, свои суждения в этом вопросе согласовал-таки с учеником Левкиппа из Милета, Демокритом, другими Древними Греками, обосновавшими т.н. планетарную модель строения атома. Модель атома, как мельчайшую и неделимую частицу вещества, сохраняющую все его свойства и состоящего по примеру нашей солнечной системы из звезды, по имени Солнце и мельчайших частиц, которые обращаются вокруг нашего Солнца по своим орбитам, и которые мы называем планетами.
Другими словами, вслед за Ньютоном, я глубоко убежден в том, что все планеты не падают на свои звезды потому только, что на них, равно как и на все другие материальные частицы распространяется Закон, который уже знали Древние Греки!
Закон, который Исаак Ньютон сформулировал, сжато, в том числе с помощью математических формул. Помните, законы физики пишутся на языке математики, и который называется Закон Всемирного тяготения!
Вы знаете, что "За время падения яблока Земля подпрыгивает навстречу ему на половину диаметра атомного ядра" (Википедия)? А чтобы Земля смогла допрыгнуть до середины высоты яблони, ясен пень, вес яблока должен быть в точности равен весу Земли. Это математический закон падения яблок, открытый Ньютоном. Однако только подвижный атом является и источником, и приёмником гравимагнитной индукции, а не тела и не массы; реакция подвижных атомов тела на эту индукцию создаёт видимость действия силы. "Тела тяготеют зависимой вероятностью поступательных импульсов своих колеблющихся частиц" - это физический закон тяготения, а не математический. Впрочем, обматематить его не уж и сложно.
Что касается движения тендема Земля-Луна вокруг Солнца, то мне нравится Ваше стремление разобраться во всем скрупулезно, так скажем раз и на многие лета хотя бы, например, а не так, как это изложено в наших учебниках. Для чего как минимум надо определиться, наконец, с вопросом «Причин смен времён года». А именно твердо знать, что такое эклиптика? Я пробовал обсудить этот вопрос с Николаем Кладовым, но он от дискуссии на эту тему отказался и сказал, читай БУКВАРЬ, там все правильно написано! И вот что там написано!!
1. Эклиптика - большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца относительно звёзд. Соответственно плоскость эклиптики - это плоскость обращения Земли вокруг Солнца. Википедия
2. Причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики и вращение Земли вокруг Солнца. Из-за эллиптической формы земной орбиты времена года имеют разную продолжительность. Так, в Северном полушарии осень продолжается приблизительно 89,8 суток, зима - 89, весна - 92,8, лето - 93,6.
3. Всё дело в угле наклона земной оси по отношению к плоскости эклиптики, который составляет 23,5°. Собственно, это он в ответе за смену времён года на нашей планете.
Вот и попробуем во всей этой явной путанице разобраться! Так я, говорю Николаю, не получается!! Вы, Виктор, насколько я понимаю, в этом вопросе на моей стороне. То есть, считаю я, надо точно знать, что такое угол эклиптики? Его величину по крайней мере и не тыкать ею в нос при решении важных, например, вопросов!
Так вот угол эклиптики, как я это конечно понимаю, и прошу вас или поддержать меня или опровергнуть, это максимальный угол отклонения плоскостей орбит всех планет, сколько бы их там не было, друг от друга при их обращении вокруг Солнца! Ну, как вы и говорили: Берем толстый стол. В центре этого толстого стола находится Солнце, вокруг которого по эллиптическим орбитам движутся планеты естественно со своими спутниками и всеми остальными космическими телами, которые обращаются вокруг Солнца. Так вот! Угол эклиптики, как это естественно тогда получается, это какой-то максимальный угол отклонения плоскостей орбит всех планет друг от друга! И тогда получается, что этот угол эклиптики к смене пор года в принципе даже, не может иметь никакого отношения к смене пор года, в том числе и на Земле!
Так как смена пор года на Земле зависит исключительно от угла наклона земной оси вращения к плоскости, образуемой эллиптической, вне всякого сомнения, орбитой обращения тендема Земля-Луна вокруг Солнца! И угол этот имеет строго определенное значение, причем равное не 23°44", а именно 66°16"! И угол этот, в силу гироскопического момента обращения Земли вокруг своей оси, имеет неизменное за весь период обращения Земли вокруг Солнца значение. С уважением,
Виктор! Я потому и дискутирую с Вами, что бы уточнить, что в Википедии, правда, а что ложь! Более того, я не говорю, что все законы движения, а именно 3 Закон движения Ньютона, который совершенно правильно утверждает, что силы, с которыми взаимодействуют тела, равны по величине и противоположны по направлению и что линия действия сил лежит на одной прямой, соединяющей центры всех масс этих тел.
Приводят именно к тому, что вы так красочно и эмоционально описали!! Так вот естественно, в ходе осмысления и понимания того что происходит на самом деле необходимо внести дополнения и уточнения, этих законов с тем, что бы была полная ясность того, что имеет место быть, что происходит на самом деле. Я имею в виду инерцию тел, веществ, которая зависит от массы тел, веществ и которая не позволяет Земле падать на яблоко, тогда как принуждает это самое яблоко падать на Землю в полном соответствии с Законом всемирного тяготения.
То есть, сила тяготения и Земли, и яблока одинаковая! Но, в силу инерции тел веществ, происходит то, что происходит, и что мы наблюдаем. Так что не надо так все сразу отрицать!! А что взамен?! Так как действительно, обматематить любой предполагаемый Закон не так уже и сложно. А что взамен?! С уважением,
Объяснять надо не причину смены времён года, а сам факт существования дней солнцестояний. Тогда и причина смены времён года объяснится правильно. А грёбанная Википедия не может даже дать правильное определение эклиптики. Эклиптика - это просто плоскость, в которой находятся орбиты всех планет в Солнечной системе и Солнце. Сейчас эта плоскость находится в плоскости дубового стола Кратета Малльского, и к этой плоскости на угол 2,2 наклонена ось вращения Солнца. А стоит эту плоскость отклонить от этого стола на 7,2 градуса, приподняв правый край, как сразу появляется и объяснение дней солнцестояний, и объяснение угла наклона самого Солнца, и средний угол либраций планет, и отсутствие дней равноденствий в дни равноденствий. Всё проще пареной репы. И тема эта мне совсем не интересна.
Действительно! Виновата грёбаная Википедия! А все потому только, как я это, конечно, понимаю, что мы, в отличие от Древних Греков, например, не умеем устанавливать между собой такие товарищеские отношения, которые могли бы нам открывать правду рассматриваемых нами явлений и событий так по крайней мере, как все это происходило уже раньше в Греции, например.
Ведь что получается? Есть суждения исследователей: Виктор Бабинцев, Михаил Близнецов, Николай Кладов, Данилов Владимир, Павел Каравдин, Алексей Степанов, других исследователей, например, которые принимают участие в решении проблем:
«Причина смены времён года».
«Значит Земля внутри - пустая, то есть полая»?!
А что на выходе? А вот на выходе нет согласованного решения проблем даже между двумя любыми исследователями. И тогда по факту получается, что есть единственно реакция на проблемы, а решения проблем тогда естественно нет! Вот я и предлагаю вести диалог так, как это делали Древние Греки, например, то есть вести себя не как релятивисты, которые, как известно, всегда изрекают истину в последней инстанции, а как диалектики! То есть согласовывать любое свое суждение с товарищами, и только после, таким образом, согласованного суждения можно что-то обсуждать уже и дальше! Что бы не получалось так, что сколько исследователей столько суждений и объяснений!!
Вот я и предлагаю начать наши согласования с выработки единого мнения на вопрос, что такое, простите, эклиптика? Вот мы уже с вами Виктор установили как минимум, что есть ось вращения, причем не, только у одной Земли, но и у всех надо полагать планет, а также, что очень важно, в том числе и у Солнца! То есть согласно самым общим даже суждениям формирования Солнечной системы, сначала был какой-то вращающийся вокруг своей оси огромный раскаленный шар материя, из которой позже как раз и образовалась вся наша Солнечная система.
Образовалась Солнечная система, включающая в себя вращающееся вокруг своей оси Солнце, а также все вращающиеся вокруг своих собственных осей планеты, вместе со своими спутниками, которые также могут или вращаться вокруг своих планет, или как Луна быть всегда повернутой к Земле одной своей стороной.
Подведем итог! То есть, уточним, кто из коллег согласен с такими вот суждениями:
Земля, равно как и все остальные планеты, вращается вокруг своей оси и одновременно при этом обращается вокруг Солнца по орбите, плоскость которой проходит через центр Солнца и составляет с осью вращения Солнца угол, который мы и назовем углом эклиптики Земли!
Причем как я полагаю, теперь астрономы знают точное значение не, только угла эклиптики Земли, но и точное значение угла эклиптики всех остальных планет Солнечной системы! Тем не менее, нам, я имею в виду широкую общественность, эта информация почему-то недоступна. В результате чего, скажем так осторожно, нам неизвестно остается ли угол эклиптики Земли, например, при обращении Земли вокруг Солнца по орбите постоянным, или он меняет свое значение в течение года.
Ежедневная аудитория портала Проза.ру - порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
Один древний грек, якобы Плутарх, изрёк: дескать, как только Луна замедлит свой бег, она тотчас упадёт на Землю, как камень, выпущенный из пращи. Это было сказано ещё тогда, когда падали звёзды, а не метеориты. Веков так через семнадцать Галилей, вооружённый уже не только искусством разумных обобщений, но и телескопом, продолжил: Луна, мол, не замедляет свой бег потому, что движется по инерции, и движению этому, очевидно, ничто не препятствует. Сказал, как отрезал. Ещё лет через двести свои три копейки вставил Ньютон: мол, уважаемые, если бы Луна двигалась только по инерции, она бы двигалась по прямой, давным-давно исчезнув в бездне Вселенной; Землю и Луну удерживает друг подле друга сила взаимного тяготения, принуждающая последнюю двигаться по окружности. Более того, говорил он, гравитация, являясь, скорее всего, первопричиной любого движения во Вселенной, способна на отдельных участках эллиптической (Кеплеровой) орбиты даже ускорять чуть замедлившийся бег Луны… Лет через сто Кавендиш с помощью свинцовых шаров и крутильных весов доказал существование силы взаимного тяготения. Вот и всё. Стало быть, это инерция и гравитация, принуждающие Луну двигаться по замкнутой орбите, и являются причинами, не позволяющими Луне упасть на Землю. Короче, если гравитационная масса Земли вдруг увеличится, то Луна лишь отодвинется от неё на своей более высокой орбите. Но… Никаких замкнутых орбит – круговых и эллиптических – быть у спутников планет не может. Сейчас мы посмотрим на совместное «падение» Земли и Луны на Солнце и убедимся в этом. Итак, Земля и Луна совместно «падают» в гравитационном пространстве Солнца вот уже около 4-х миллиардов лет. При этом скорость Земли относительно Солнца – примерно 30 км/с, а Луны – 31. За 30 дней Земля проходит по своей траектории 77,8 млн. км (30 х 3600 х 24 х 30), а Луна – 80,3. 80,3 – 77,8 = 2,5 млн. км. Радиус орбиты Луны равен примерно 400000 км. Стало быть, длина окружности орбиты Луны – 400000 х 2 х 3,14 = 2,5 млн. км. Только в наших рассуждениях 2,5 млн. км - это уже «кривизна» почти прямой траектории Луны. Масштабное отображение траекторий Земли и Луны может выглядеть и так: если в одной клетке будет 1 млн. км, то путь, пройденный Землёй и Луной за месяц, не уместится и во весь разворот тетрадки в клеточку, при этом максимальное удаление траектории Луны от траектории Земли в фазах полнолуния и новолуния будет равно всего 2-м миллиметрам. Однако можно взять произвольной длины отрезок, означающий путь Земли, и нарисовать движение Луны за месяц. Движение Земли и Луны происходит справа налево, то есть против часовой стрелки. Если Солнце у нас где-то внизу рисунка, то в правой части рисунка мы точкой обозначим Луну в фазе полнолуния. Пусть Земля в это время будет точно под этой точкой. Через 15 дней Луна будет в фазе новолуния, то есть как раз посередине нашего отрезка и как раз под Землёй на рисунке. В левой части рисунка снова обозначаем точками положение Луны и Земли в фазе полнолуния. Луна в течении месяца дважды пересекает траекторию Земли в так называемых узлах. Первый узел будет примерно в 7,5 сутках от фазы полнолуния. С Земли в это время видна как раз половинка лунного диска. Эта фаза называется первой четвертью, так как Луна к этому времени проходит четверть своего ежемесячного пути. Второй раз Луна пересекает траекторию Земли в последней четверти, то есть примерно в 7,5 сутках от фазы новолуния. Нарисовали? Вот, что интересно: Луна в узле первой четверти находится на 400000 км впереди Земли, а в узле последней четверти – уже на 400000 км позади неё. Выходит, Луна «по верхнему гребню волны» движется с ускорением, а «по нижнему» - с замедлением; путь Луны от узла последней четверти до узла первой четверти на 800000 км длиннее. Конечно, Луна в своём движении по «верхней дуге» ускоряется не самопроизвольно, это Земля своей гравитационной массой захватывает её и как бы перебрасывает через себя. Именно это свойство движущихся планет – захватывать и перебрасывать – и используется для ускорения космических зондов при так называемом гравитационном маневре. Если же зонд пересекает путь планеты спереди неё, то мы имеем гравитационный маневр с замедлением зонда. Всё просто. Фаза полнолуния повторяется через 29 суток 12 часов и 44 минуты. Это синодический период обращения Луны. Теоретически Луна должна проходить свой путь по орбите за 27 суток 7 часов и 43 минуты. Это сидерический период обращения. «Нестыковку» в двое суток в учебниках объясняют перемещением Земли и Луны за месяц относительно круглого Солнца. Мы же объяснили это отсутствием у Луны какой-либо орбиты. Итак, Ньютон «непадение» Луны на Землю объяснял её временными ускорениями при движении по эллиптической орбите. Мы, как думается, объяснили это ещё проще. А главное - правильнее.Виктор Бабинцев
Управление образования администрации Кемеровского муниципального района
X районная научно-практическая конференция
«Мир открытий»
Секция « География, геология »
Почему Луна не падает на Землю?
Семенов Лавр Юрьевич,
обучающийся 1 класса «Б»
МБОУ «Ягуновская СОШ»
Руководитель:
Калистратова
Светлана Борисовна,
учитель начальных классов
МБОУ «Ягуновская СОШ»
2016
Содержание
Введение …………………………………………………………………………. 3
Глава 1. Луна как предмет исследования …………………………………........ 5
1.1. Изучение источников ……………………………..………………………… 5
1.2. Наблюдения за Луной ...................................................................................... 7
Глава 2. Организация и результаты исследования ……………………………...9
Заключение……………………………………………………………………….. 13
Список литературы и Интернетресурсов……………………………………….. 14
Введение
Мне очень нравится все, что связано с космосом. Я люблю наблюдать за звёздами, находить созвездия, поэтому мы выбрали данную тему для исследования.
В Кемеровском Государственном Университете есть удивительное место – планетарий. Он включен в список планетариев России, которых всего 26, а также в список планетариев мира. "Основатель" нашего планетария, преподаватель, кандидат физико-математических наук Кемеровского Государственного Университета, Кузьма Петрович Мацуков лучше, чем кто-либо, разбирается "в делах звездных". В планетарии проводятся экскурсии, которые раскрывают загадки космоса, рождения Вселенной и звезд. Здесь можно увидеть картину настоящего звездного неба! С помощью проектора звездного неба под куполом планетария мы можем видеть около пяти тысяч звезд, планеты, солнце и луну .
У одних планет спутников много, у других нет совсем. Мы решили разобраться, что же такое спутник. Нас, конечно, заинтересовала Луна, так как она является спутником нашей Земли.
Спросив Кузьму Петровича, почему Луна висит всегда в небе и никуда не улетает, выяснили, что Земля обладает удивительным свойством: она все притягивает к себе. А вот Луна висит в небе и почему-то не падает на Землю. Почему? Попробуем найти ответ на этот вопрос.
Цель исследования: выявить, почему Луна не падает на Землю.
Задачи исследования:
1. Изучить различные источники по данной проблеме (энциклопедии, интернет), посетить планетарий Кемеровского Государственного Университета.
2. Узнать, как образовалась Луна, как Луна влияет на Землю, что связывает Луну с Землей.
3. Провести исследование и на основании полученных данных выяснить, почему Луна не падает на Землю.
Гипотеза исследования: вероятно, что Луна упадет в том случае, если приблизится к Земле. Но, может быть, существует что-то, что удерживает Луну с Землей на расстоянии, поэтому Луна и не падает на Землю.
Глава 1. Луна как предмет исследования
1.1 Изучение источников
Прежде, чем мы будем искать ответ на вопрос «Что же такое, собственно, Луна?», проведем небольшой опрос среди взрослых (5чел.) и детей (5чел.), и выясним, насколько глубоки их познания в данной области.
2чел. – прав.;3чел. – неправ.
4чел. – прав.;
1чел. – неправ.
Граждане какой страны впервые побывали на Луне? (американцы)
0чел. – прав.;
5чел. – неправ.
5чел. – прав.;
0чел. – неправ.
Как назывался самоходный аппарат, совершивший путешествие по поверхности Луны? («Луноход»)
3чел. – прав.;
2чел. – неправ.
5чел. – прав.;
0чел. – неправ.
Мы знаем, что Земля – магнит. Почему Луна – спутник Земли – не падает на Землю? (Она вращается вокруг Земли)
1чел. – прав.;
4чел. – неправ.
4чел. – прав.;
1чел. – неправ.
Откуда на Луне появились кратеры? (От столкновений с метеоритами)
2чел. – прав.;
3чел. – неправ.
5чел. - прав.;
0чел. - неправ.
Проведя опрос, выяснили, что взрослые могут ответить на вопросы о Луне, а дети нет. Поэтому мы продолжили исследования.
Слово «луна» обозначает «светлая». В древности люди считали Луну богиней – покровительницей ночи.
Луна – единственный естественный спутник Земли. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца. В настоящее время астрономы с помощью современных приборов с лазерным лучом могут определять расстояние между Землей и Луной с точностью до нескольких сантиметров. Луна удалена от Земли на расстояние 384 400 км. Путешествие туда пешком заняло бы девять лет! На автомобиле нам потребовалось бы ехать на Луну без остановки больше полугода.
Лунный шар гораздо меньше земного: в диаметре - почти в 4 раза, а по объему - в 49 раз. Из вещества земного шара можно сделать 81 шар, каждый из которых весил бы столько же, сколько Луна.
Мы можем всегда видеть только одну сторону Луны. Этакий "небольшой" диск, диаметр которого 3480 км. Примерно в половину площади всей России. Период вращения Луны вокруг оси совпадает с периодом обращения Земли, что составляет 28 с половиной дней, поэтому Луна всегда обращена к Земле одной стороной.
Луна вращается вокруг Земли не строго по окружности, а по приплюснутому кругу - эллипсу. И когда Луна максимально приближается расстояние между Землей и Луной сокращается 356 400 километров . Такое минимальное приближение Луны к Земле называется перигей . А максимальное расстояние называется апогей и равняется целым 406 700 километрам .
Атмосфера отсутствует, поэтому люди не могут на Луне дышать. Температура на поверхности от −169 °C до +122 °C.
Серые пятна на Луне в старину считали морями. Сейчас известно, что на Луне нет ни капли воды, нет и воздушной оболочки - атмосферы. Лунные «моря» представляют собой глубокие впадины, покрытые серыми вулканическими породами. Некоторые из лунных кратеров образовались при падении на Луну из межпланетного пространства железных или каменных тел - метеоритов. Светлые части Луны - это ее горные районы.
На Луне побывали американские астронавты. Много интересного о ней рассказали и наши луноходы, управляемые с Земли. Автоматы и астронавты доставили на Землю лунный грунт. Луна очень мала, и поэтому сила тяжести на ней тоже невелика. Астронавты на Луне весили примерно 1/6 от своего обычного веса на Земле.
Луне 4,5млрд. лет - примерно столько же, сколько Земле. Она образовалась в результате столкновения Земли с одной из маленьких планет. Планета была разрушена, а из ее обломков сформировалась Луна и начала постепенно удаляться от Земли. Расстояние между ней и Землей увеличивается примерно с той же скоростью, с какой растут ногти.
Вращаясь вокруг Земли, Луна воздействует на наши моря силой тяжести. Это притяжение вызывает приливы и отливы.
1.2 Наблюдения за Луной.
Понаблюдаем за Луной, и мы увидим, что вид ее меняется каждый день. Сначала узенький серп, затем Луна полнеет и через несколько дней становится круглой. Еще через несколько дней полная Луна постепенно становится все меньше и меньше и снова делается похожей на серп. Серп Луны часто называют месяцем. Если серп повернут выпуклостью влево, как буква "С", то говорят, что Луна "стареет". Через 14 суток и 19 часов после полнолуния старый месяц исчезнет совсем. Луна не видна. Такую фазу Луны называют "новолунием". Потом постепенно Луна, из узкого серпа, повернутого вправо (если мысленно провести прямую линию через концы серпа, получится буква "Р", т.е. месяц "растет"), превращается снова в полную Луну. Иногда во время новолуния Луна заслоняет Солнце. В такие минуты происходит солнечное затмение. Если Земля во время полнолуния отбрасывает тень на Луну, то наступает лунное затмение. Чтобы Луна снова "выросла", требуется такой же промежуток времени: 14 суток и 19 часов. Изменение вида Луны, т.е. изменение лунных фаз, от полнолуния до полнолуния (или от новолуния до новолуния) происходит каждые четыре недели, точнее, за 29 с половиной суток. Это лунный месяц. Он послужил основой для составления календаря. Можно заранее рассчитать, когда и как будет видна Луна, когда будут темные ночи, а когда светлые. Во время полнолуния Луна повернута к Земле освещенной стороной, а во время новолуния - неосвещенной. Луна - твердое, холодное небесное тело, своего собственного света не излучает, светит на небе только потому, что отражает своей поверхностью свет Солнца. Обращаясь вокруг Земли, Луна поворачивается к ней то полностью освещенной поверхностью, то частично освещенной поверхностью, то темной. Вот поэтому в течение месяца непрерывно меняется вид Луны.
Глава 2. Организация и результаты исследования
На сегодняшний день астрономы представляют себе строение Солнечной системы таким: в центре ее располагается Солнце, а вокруг него кружат, словно привязанные, планеты. Всего их восемь – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран. Почему же, все-таки, планеты бегают вокруг Солнца, как привязанные? Они и в самом деле привязаны, только связь эта невидимая. Исаак Ньютон сформулировал очень важный закон - закон всемирного тяготения. Он доказал, что все тела Вселенной - Солнце, планеты с их спутниками, отдельные звезды и звездные системы - притягиваются друг к другу. Сила этого притяжения зависит от размеров небесных тел и от расстояний между ними. Чем меньше расстояние, тем притяжение сильнее. Чем больше расстояние, тем притяжение слабее. Проведем ряд опытов.
Опыт 1. Попробуем подпрыгнуть на месте. Что из этого получилось? Правильно, мы подлетели на несколько сантиметров и опустились снова на землю. Почему мы, подпрыгнув, не улетаем высоко в небо, а затем и в Космос? Да потому, что мы тоже привязаны к нашей планете все той же силой притяжения.
Опыт 2. Возьмем мяч. Он никуда не летит, находится в состоянии покоя, в нашей руке. Мы стоим на полу. Выпускаем мяч из рук, он падает на пол.
Опыт 3. Берем в руки бумажный лист, подкидываем вверх, но он тоже плавно опускается на пол.
Наблюдаем земное притяжение в природе. Видим снег, капли дождя падают на землю. Даже сосульки растут не вверх, а вниз, к земле.
Вывод. Земля действительно мощным притяжением удерживает на своей поверхности все, что на ней находится. Удерживает не только нас с вами и все живущее на Земле, но и все предметы, камни, скалы, пески, воду океанов, морей и рек, атмосферу, окружающую Землю.
Тогда почему же Луна не падает на Землю?
Для начала мы провели опрос среди ребятишек и их родителей на сайте «Кемдетки». Был задан вопрос: «Как Вы думаете, почему Луна не падает на Землю?» Вот некоторые из ответов:
1. Даша, 7 лет: "Потому, что в небе воздух, и он Луну держит".
2. Аня, 7 лет: «Потому, что в невесомости нет притяжения, это ж планета!».
3. Оля, 9 лет: «Потому, что Луна вертится вокруг Земли по своей орбите и не может с нее сойти».
4. Матвей, 5 лет: «Луна – спутник Земли. А в Земле есть ядро-магнит и оно притягивает».
5. Оля, 5 лет: «Держится за воздух».
6. Алиса, 7 лет: «Потому, что ее небо держит и она не может оттолкнуться…».
7. Рома, 6 лет: «Потому, что она прилипла к ночи…».
8. Маша, 6 лет: «А куда здесь ей падать? У нас тут и так места мало».
Изучив статьи в энциклопедиях и Интернете, выяснили, что Луна моментально упала бы на Землю, если бы была неподвижной. Но Луна не стоит на месте, она вращается вокруг Земли. При вращении же образуется сила, которую ученые называют центростремительной, то есть, стремящейся к центру, и центробежная, бегущая от центра. Мы можем убедиться в этом сами, проведя ряд простых экспериментов.
Опыт 1. Привяжем к обычному фломастеру нитку и начнем его раскручивать. Фломастер на нитке будет, прямо-таки, вырываться из нашей руки, но нитка его не отпустит. На фломастер действует центробежная сила, стараясь откинуть его подальше от центра вращения. Так и на Луну действуют центробежная сила, которая не дает упасть ей на Землю. Вместо этого она движется вокруг Земли по постоянному пути. Если мы будем вращать фломастер очень сильно, то нить порвется, а если медленно, то фломастер упадет. Следовательно, если бы Луна двигалась еще быстрее, то она преодолела бы притяжение Земли и улетела в Космос, если бы Луна двигалась медленнее, сила тяжести притянула бы ее к Земле.
F 1 – центробежная сила (бегущая от центра)
F 2- центростремительна сила (ищущая центр)
Опыт 2. Возьмем папу за руки, как в хороводе. Не отпуская его рук, начнем бегать вокруг папы, смотря ему в лицо, а папа пусть поворачивается вслед за нами. Папа - это , а мы будем Луной. Если кружиться совсем-совсем быстро, то можно даже летать, не касаясь пола ногами. И чтобы мы не улетели к стене, папе нас придется держать очень крепко. Вот так же и на небе. Руки папы - Земли сильно схватили Луну и не отпускают ее.
Опыт 3. Также можно привести пример с аттракционом «Карусель», который находится в Городском саду Кемерова. Скорость вращения «Карусели» специально рассчитывается, и, если бы центробежная сила оказалась меньше, чем сила натяжения цепи, иначе это закончилось бы катастрофой.
Опыт 4. Стиральная машина – автомат тоже будет являться примером. Белье, которое в ней стирается, притягивается к стенкам ее барабана, когда он движется с ускорением, происходит отжим белья, и падает только в том случае, когда барабан останавливается.
Вывод. Вот так и Луна. Если бы она не вращалась вокруг Земли, то, наверняка, упала бы на нее. Но центробежные силы не дают ей сделать этого. И убежать Луна тоже не может – сила тяготения Земли удерживают ее на орбите.
Заключение
Итак, изучив литературу по данной проблеме и посетив планетарий Кемеровского Государственного Университета, выяснили:
Что Луна – это единственный естественный спутник Земли. Луне 4,5млрд. лет - примерно столько же, сколько Земле.
С помощью наблюдений мы заметили, что вид Луны меняется каждый день. Такие изменения формы Луны называются фазами.
Также мы сделали выводы, что Луна удерживается Землей силой притяжения между телами. Сила, которая не дает Луне "убежать" при вращении – это сила притяжения Земли (центростремительная) . А сила, которая не дает Луне упасть на Землю – это центробежная сила , которая возникает при вращении Луны вокруг Земли. Если бы Луна двигалась быстрее, то она преодолела бы притяжение Земли и улетела в Космос, если бы Луна двигалась медленнее, сила притяжения притянула бы ее к Земле. Вращаясь вокруг Земли, Луна движется по орбите, со скоростью 1 км/сек, то есть, достаточно медленно, чтобы не покинуть свою орбиту и "улететь" в Космос, но и достаточно быстро, чтобы не упасть на Землю.
Литература и Интернетресурсы
Новая школьная энциклопедия «Небесные тела», М., Росмен, 2005г.
«Почемучка» Детская энциклопедия, М., Росмен, 2005г.
«Почему Луна на Землю не падает?» Зигуненко С.Н., Почемучкины книжки, 2015г.
Ранцини. Ж. «Космос. Сверхновый атлас Вселенной», М.:Эксмо, 2006г.
- «Детки!» сайт для родителей Кемеровской области.
Википедия
Сайт «Для детей. Почемучка»
Сайт «Астрономия и законы космоса»
«Как просто!»
Согласно Закону всемирного тяготения Ньютона, все материальные объекты притягиваются друг к другу, с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Ну, особо не вдумывайтесь. Я знаю, как вы это делать не любите. Далее я все подробненько объясню! Итак, учтите, что когда вы подпрыгиваете, Земля притягивает вас обратно, тоже происходит и с Землей, вы тоже к себе ее притягиваете. Но этого не заметно, потому как ваша масса ничтожно мала по сравнению с массой земной!
Теперь давайте все уберем: воздух, Солнце, cпутники, прочие системы и объекты вселенной. Оставим только экспериментальные Луну и Землю!
Вы думаете, что в такой идеальной системе, Луна таки столкнется с Землей?
Ну в принципе, так и должно произойти, опираясь на вышеприведенный закон, Земля должна притянуть к себе Луну, Луна притянуть к себе Землю, и они объединятся в одно нечто! Но этого не происходит! Что-то мешает! Теперь добавим в нашу систему меня! Ну и еще, для наглядности дадим мне в руку камень! (так надо)
Заметьте, что я уже нахожусь на Земле, меня притянуло и никак не отцепиться от нее! А камень в моей руке все еще тянется к Земле, но я ему не даю притянуться... Злорадствую над Землей.
Итак, эксперимент:
Я запускаю камень со всей силы вдоль поверхности Земли!
Он пролетает какое-то расстояние и улетел бы, с радостью, в другую солнечную систему, если бы коварная Земля не начала его притягивать. Он не смог сопротивляться этому закону всемирного тяготения. От которого еще Ньютон пострадал. Наверняка яблоко ему неплохую шишку-то набило! Чтоб его...
Теперь этот камень я запускаю с еще большей силой... Ну, короче, со всей силой как запулил!
Он облетел чуть ли не большую половину Земли. Но все равно Земля оказалась сильнее и таки притянула его!
И что же вы думаете...
На этом я не успокоюсь, теперь камень я запустил со скоростью почти 8000 м/c.
Летит себе камень и думает: "Наконец я удаляюсь от этой здоровенной планеты... Или нет? ... АААААААА Она опять меня к себе притягивает...!"
Не успел я оглянуться, как мой камень летит ко мне в затылок... А если пригнусь? ... Очевидно, что полетит дальше на следующий виток!
Осталось только придать камню вторую космическую и увидим...
...Как камень покинет орбиту а возможно, и солнечную систему, если никто, конечно, другой его не притянет!
Вот так-то!
Солнце оказывается здесь и ни при чем! А Луна - это тот же камень, и если её притормозить, она непременно упадет на Землю!
Глядя на Луну, многие дети задаются вопросом: как она остается на своем месте и почему не падает на Землю? Вопрос вполне логичен, ведь искусственные спутники, которые запускает человек, действительно падают, но у естественного спутника нашей планеты есть простой секрет.
Что мешает Луне упасть на нас
На Луну действует сила притяжения – гравитационное поле Земли. Из-за этой же силы мы не парим в невесомости, а ходим по земле. Гравитация могла бы притянуть к себе Луну, но этого не происходит, потому что она движется вокруг Земли по орбите. В процессе такого движения возникает другая сила – центробежная, которая отталкивает ночное светило от нашей планеты.
Вспомните об аттракционах в луна-парке, которые движутся по кругу. Сможете ли вы переместиться к центру карусели, пока она вращается? Не получится: вас будет очень сильно отталкивать от него, будто кто-то давит вам в грудь или вас сносит мощным ветром. То же самое происходит с Луной, когда она движется вокруг Земли.
Что произойдет, если толкать мяч одновременно в две противоположные стороны? Он останется на месте. Точно так же равновесие сил, притягивающих и отталкивающих Луну, позволяет ей миллионы лет не сходить со своей дорожки, по которой она бежит вокруг планеты.
Почему Луна не упадет на Солнце
Луна – самый близкий к Солнцу спутник, и у главной звезды нашей галактики тоже есть мощная сила, которая может притянуть его, - это магнитное поле Солнца. Оно в несколько раз сильнее (по сравнению с полем Земли) тянет к себе Луну.
Но и на этот горящий шар Луна не упадет по той же причине. Она вращается не только вокруг Земли: вместе с Землей спутник движется вокруг Солнца, и между ними возникает центробежная сила. Она отталкивает Луну от Солнца и компенсирует его притяжение.
Из-за этого на Солнце не упадут другие планеты нашей Солнечной системы и их спутники - они тоже вращаются, а поэтому одновременно притягиваются и отталкиваются. Если бы движение остановилось, они бы могли упасть, но миллиарды лет этот космический механизм работает без сбоев.
Почему на Землю падают спутники, созданные человеком
Маленькие «луны», которые запускаются в космос человеческими руками, должны вращаться вокруг Земли с определенной скоростью и на определенном расстоянии, чтобы оставаться на своей орбите. Если скорость будет большей, их вырвет из гравитационного поля и унесет во Вселенную, а если меньшей – они сойдут с орбиты и упадут.
В космосе есть множество факторов, которые могут замедлить спутник: вещества из атмосферы Земли, которые встречаются даже на большой высоте, солнечный ветер – частицы, которые Солнце выпускает в космос, гравитация Земли и других небесных тел нашей галактики. Кроме того, при создании спутников ученые иногда допускают ошибки и честно признают, что не знают, почему их космические аппараты падают.
Но как бы то ни было со спутниками, созданными человеком, в Луне можно быть уверенным: она точно не упадет на Землю.
