Это недоразумение. В древности люди наблюдали за морскими приливами и, видя, что приливная волна следует за Луной, решили, что между луной и водой есть родство, заставляющее их тянуться друг к другу. Это объяснение уже без всякой проверки перенесли на воду не только в морях, но и в любых формах. Например, люди стали верить, что в полнолуние грунтовые воды поднимаются ближе к поверхности и это способствует росту растений. Другая форма этого поверья объясняла поведение лунатиков тем, что Луна притягивает кровь в жилах, от этого кровь приливает к голове и нарушает рассудок.
В действительности Луна притягивает не только воду, но и любые объекты - по закону всемирного тяготения Ньютона . Согласно этому закону, сила притяжения довольно быстро убывает с расстоянием. Среднее расстояние до Луны составляет 384 000 километров. Диаметр Земли - 12 700 километров. Это значит, что одна сторона Земли примерно на 3% ближе к Луне, чем противоположная. По закону тяготения ближняя к Луне сторона Земли притягивается Луной примерно на 7% сильнее, чем дальняя. Для Земли это означает, что на нее действует сила, стремящаяся вытянуть земной шар вдоль оси Луна-Земля. Эта сила получила название приливной силы .
Под действием приливной силы весь земной шар немного деформируется. Со стороны Луны и с противоположной стороны возникают небольшие горбы, а по бокам земная кора, наоборот, немного опускается. На экваторе высота этих твердотельных приливов составляет около полуметра. В более высоких широтах она убывает. За счет вращения Земли вокруг своей оси приливные волны движутся по поверхности Земли, обходя ее примерно за 25 часов (лишний час связан с движением Луны по орбите). За это время в каждой точке Земли дважды происходит прилив и отлив.
Твердотельные приливы трудно заметить, поскольку земная кора поднимается и опускается в масштабах целых континентов. Измерить их удалось только благодаря новым астрономическим и космическим технологиям во второй половине XX века. Например, система глобального позиционирования GPS (система определения местоположения объектов, основанная на использовании искусственных спутников Земли) в принципе позволяет отследить движения земной коры с точностью до сантиметров, а лазерная локация спутников - с точностью до миллиметров.
Приливы в океанах вызваны той же самой приливной силой. В открытом океане высота приливной волны примерно такая же, как в земной коре - 30-60 сантиметров. Но морская вода, в отличие от земной коры, подвижна. Поэтому с приближением к берегу высота приливной волны растет. В узких заливах она может подниматься на 10 метров и более.
Приливные деформации объясняют множество явлений. Подробнее о них можно прочитать в , выпущенной издательством МЦНМО.
Вопросы.
1. Что было названо всемирным тяготением?
Всемирным тяготением было названо взаимное притяжение всех тел во Вселенной.
2. Как иначе называются силы всемирного тяготения?
Силы всемирного тяготения иначе называются гравитационными (от латинского gravitas- "тяжесть").
3. Кто и в каком веке открыл закон всемирного тяготения?
Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном в XVII веке.
4. Как читается закон всемирного тяготения?
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс, и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.
5. Запишите формулу, выражающую закон всемирного тяготения.
6. В каких случаях следует применять эту формулу для расчета гравитационных сил?
Формулу можно применить для расчета гравитационных сил, если тела можно принять за материальные точки: 1) если размеры тел много меньше, чем расстояния между ними; 2) если два тела имеют шарообразную форму и однородны; 3) если одно тело, шарообразной формы во много раз больше по массе и размеру второго.
7. Притягивается ли Земля к висящему на ветке яблоку?
В соответствии с законом всемирного тяготения яблоко притягивает Землю с такой же силой, что и Земля яблоко, только противоположно направленной.
Упражнения.
1. Приведите примеры проявления силы тяготения.
Падение тел на землю под действием силы тяжести, притяжение небесных тел (Земли, Луны, солнца, планет, комет, метеоритов) друг к другу.
2. Космическая станция летит от Земли к Луне. Как меняется при этом модуль вектора силы её притяжения к Земле? к Луне? С одинаковыми или различными по модулю силами притягивается станция к Земле и Луне, когда она находится посередине между ними? Все три ответа обоснуйте. (Известно, что масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны).
.jpg)
3. Известно, что масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330 000 раз сильней, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните.
Нет, тела притягивают друг друга с одинаковыми силами, т.к. сила притяжения пропорциональна произведению их масс.
4. Мяч, подброшенный мальчиком, в течение некоторого времени двигался вверх. При этом его скорость всё время уменьшалась, пока не стала равной нулю. Затем мяч стал падать вниз, с возрастающей скоростью. Объясните: а) действовала ли на мяч сила притяжения к Земле, во время его движения вверх; вниз; б) что послужило причиной уменьшения скорости мяча при его движении вверх; увеличения его скорости при движении вниз; в) почему при движении мяча вверх его скорость уменьшалась, а при движении вниз - увеличивалась.
а) да, сила притяжения действовала на всем пути; б) всемирная сила тяготения (притяжение Земли); в) при движении вверх скорость и ускорение тела разнонаправлены, а при движении вниз - сонаправлены.
5. Притягивается ли к Луне человек, стоящий на Земле? Если да, то к чему он притягивается сильнее: к Луне или к Земле? Притягивается ли Луна к этому человеку? Ответы обоснуйте.
Да, все тела притягиваются друг к другу, но сила притяжения человека к Луне, много меньше чем к Земле, т.к. Луна находится значительно дальше.
Это недоразумение.
В древности люди наблюдали за морскими приливами и, видя, что приливная волна следует за Луной, решили, что между луной и водой есть родство, заставляющее их тянуться друг к другу. Это объяснение уже без всякой проверки перенесли на воду не только в морях, но и в любых формах. Например, люди стали верить, что в полнолуние грунтовые воды поднимаются ближе к поверхности и это способствует росту растений. Другая форма этого поверья объясняла поведение лунатиков тем, что Луна притягивает кровь в жилах, от этого кровь приливает к голове и нарушает рассудок.
В действительности Луна притягивает не только воду, но и любые объекты — по закону всемирного тяготения Ньютона . Согласно этому закону, сила притяжения довольно быстро убывает с расстоянием. Среднее расстояние до Луны составляет 384 000 километров. Диаметр Земли — 12 700 километров. Это значит, что одна сторона Земли примерно на 3% ближе к Луне, чем противоположная. По закону тяготения ближняя к Луне сторона Земли притягивается Луной примерно на 7% сильнее, чем дальняя. Для Земли это означает, что на нее действует сила, стремящаяся вытянуть земной шар вдоль оси Луна—Земля. Эта сила получила название приливной силы .
Под действием приливной силы весь земной шар немного деформируется. Со стороны Луны и с противоположной стороны возникают небольшие горбы, а по бокам земная кора, наоборот, немного опускается. На экваторе высота этих твердотельных приливов составляет около полуметра. В более высоких широтах она убывает. За счет вращения Земли вокруг своей оси приливные волны движутся по поверхности Земли, обходя ее примерно за 25 часов (лишний час связан с движением Луны по орбите). За это время в каждой точке Земли дважды происходит прилив и отлив.
Твердотельные приливы трудно заметить, поскольку земная кора поднимается и опускается в масштабах целых континентов. Измерить их удалось только благодаря новым астрономическим и космическим технологиям во второй половине XX века. Например, система глобального позиционирования GPS (система определения местоположения объектов, основанная на использовании искусственных спутников Земли) в принципе позволяет отследить движения земной коры с точностью до сантиметров, а лазерная локация спутников — с точностью до миллиметров.
Приливы в океанах вызваны той же самой приливной силой. В открытом океане высота приливной волны примерно такая же, как в земной коре — 30-60 сантиметров. Но морская вода, в отличие от земной коры, подвижна. Поэтому с приближением к берегу высота приливной волны растет. В узких заливах она может подниматься на 10 метров и более.
Приливные деформации объясняют множество явлений. Подробнее о них можно прочитать в брошюре В. Сурдина «Пятая сила», выпущенной издательством МЦНМО.
Наша планета имеет множество загадок, однако со временем люди постепенно разгадывают и объясняют те или иные процессы, явления, происходящие на Земле. И сегодня мы хотим поговорить о вопросах земного притяжения и разобраться с тем, почему Земля притягивает к себе окружающие тела.
Почему Земля притягивает человека
И начнем мы разговор с нас самих. Не секрет, что человек притягивается к Земле. Это очевидный и неоспоримый факт, который легко доказать: прыгнув с любой высоты, будь то обычный стул или же прыжок с парашютом, человек неизменно устремляется по направлению к Земле.
Однако вопрос в том, почему мы направляемся непосредственно Земле. И здесь ответом является обычная физика, а точнее – закон всемирного тяготения. Как многие века назад заметил еще Ньютон, тела с большей массой обладают свойствами, позволяющими им притягивать тела с меньшей массой. Именно поэтому Земля притягивает к себе не только человека, но и все окружающие тела.
Почему Земля притягивает Луну
Как известно, наша планета притягивает к себе не только те тела, которые находятся непосредственно на её поверхности или даже в атмосфере. Речь идет и о таком небесном теле, как Луна, о нашем естественном спутнике. Как известно, Луна вращается вокруг Земли, а залогом такого вращения, кстати, является как раз-то загон всемирного тяготения.
Именно за счет своего движения и притяжения к Земле, Луна и движется по своей траектории вокруг нашей планеты. Примечательно, что ученые уже давно наблюдают постепенное изменение траектории движения нашего спутника, а также пророчат, что в будущем он и вовсе может рухнуть на поверхность Земли. Однако это «будущее» в космических масштабах уходит на миллионы лет вперед.
Стоит понимать, что и в данной ситуации вращение Луны вокруг Земли является ничем иным, кроме как контролируемым падением, работающим под действием силы тяготения, а также скорости движения.
Почему Солнце притягивает Землю
Как мы уже сказали, закон всемирного тяготения актуален не только на поверхности Земли, но и на её орбите. Однако никто не отменяет его и в других участках космоса и нашей вселенной. Так, к примеру, как Земля притягивает Луну , Солнце притягивает Землю и другие объекты в нашей галактике. Все эти объекты вращаются вокруг Солнца, и это явление также происходит по причине всемирного тяготения, ведь Солнце обладает наибольшей массой в нашей галактике, которая превышает совокупный показатель масс всех остальных тел в Космосе.