Ein alter Grieche, angeblich Plutarch, sagte: Sobald der Mond langsamer wird, wird er sofort auf die Erde fallen, wie ein Stein, der aus einer Schleuder geworfen wird. Dies wurde damals gesagt, als Sterne und keine Meteoriten einschlugen.

Weitere fünfzig Jahre später fügte Newton seine zwei Cent hinzu: Man sagt, meine Lieben, wenn sich der Mond nur durch Trägheit bewegen würde, würde er sich in einer geraden Linie bewegen, da er schon vor langer Zeit im Abgrund des Universums verschwunden war; Erde und Mond werden durch die gegenseitige Schwerkraft nebeneinander gehalten und zwingen letzteren, sich im Kreis zu bewegen. Darüber hinaus, sagte er, sei die Schwerkraft, die höchstwahrscheinlich die Ursache jeder Bewegung im Universum sei, in der Lage, den etwas langsameren Lauf des Mondes in bestimmten Abschnitten der elliptischen (Kepler-)Umlaufbahn sogar zu beschleunigen ... Fünfzig Jahre später , Cavendish, mit Hilfe von Bleirohlingen und Torsionswaagen, angeblich die Existenz gegenseitiger Gravitationskräfte zwischen Himmelskörpern.

Das ist alles. Daher sind es Trägheit und Schwerkraft, die den Mond dazu zwingen, sich in einer geschlossenen Umlaufbahn zu bewegen, die verhindern, dass der Mond auf die Erde fällt. Es stellt sich heraus, dass, wenn die schwere Masse der Erde plötzlich zunimmt, sich der Mond aufgrund einer Geschwindigkeitszunahme und einer proportional zunehmenden Zentrifugalwirkung nur auf seiner höheren Umlaufbahn von ihr entfernen wird. Aber…

Die Satelliten der Planeten können keine geschlossenen Umlaufbahnen haben – weder kreisförmig noch elliptisch. Jetzt werden wir uns den gemeinsamen „Sturz“ von Erde und Mond auf die Sonne ansehen und uns davon überzeugen.

Erde und Mond „fallen“ also seit etwa 4 Milliarden Jahren gemeinsam im Gravitationsraum der Sonne. Gleichzeitig beträgt die Geschwindigkeit der Erde relativ zur Sonne etwa 30 km/s und die des Mondes – 31. In 30 Tagen legt die Erde auf ihrer Flugbahn 77,8 Millionen km (30 x 3600 x 24 x 30) zurück. und der Mond – 80,3. 80,3 – 77,8 = 2,5 Millionen km. Der Radius der Mondbahn beträgt etwa 400.000 km. Daher beträgt der Umfang der Mondbahn 400.000 x 2 x 3,14 = 2,5 Millionen km. Nur nach unserer Überlegung sind 2,5 Millionen km bereits die „Krümmung“ der fast geraden Flugbahn des Mondes.

Eine großflächige Darstellung der Flugbahnen von Erde und Mond könnte auch so aussehen: Wenn in einer Zelle 1 Million km liegen, dann passt der Weg, den Erde und Mond in einem Monat zurücklegen, nicht in die gesamte Ausbreitung eines Notizbuchs in einer Zelle, während der maximale Abstand zwischen der Flugbahn des Mondes und der Flugbahn der Erde in der Vollmond- und Neumondphase nur 2 Millimeter beträgt.

Sie können jedoch ein Segment beliebiger Länge nehmen, das den Weg der Erde anzeigt, und die Bewegung des Mondes über einen Monat zeichnen. Die Bewegung der Erde und des Mondes erfolgt von rechts nach links, also gegen den Uhrzeigersinn. Wenn wir die Sonne irgendwo unten im Bild haben, markieren wir auf der rechten Seite des Bildes den Mond in der Vollmondphase mit einem Punkt. Lassen Sie die Erde zu diesem Zeitpunkt genau unter diesem Punkt sein. In 15 Tagen wird der Mond in der Neumondphase sein, also genau in der Mitte unseres Segments und in der Abbildung knapp unter der Erde. Auf der linken Seite der Abbildung kennzeichnen wir wiederum mit Punkten die Positionen von Mond und Erde in der Vollmondphase.

Im Laufe eines Monats kreuzt der Mond die Flugbahn der Erde zweimal an den sogenannten Knotenpunkten. Der erste Knoten wird etwa 7,5 Tage nach der Vollmondphase liegen. Von der Erde aus ist zu diesem Zeitpunkt nur die Hälfte der Mondscheibe sichtbar. Diese Phase wird als erstes Viertel bezeichnet, da der Mond zu diesem Zeitpunkt ein Viertel seiner monatlichen Bahn abgeschlossen hat. Das zweite Mal kreuzt der Mond die Erdbahn im letzten Viertel, also etwa 7,5 Tage nach der Neumondphase. Hast du es gezeichnet?

Das Interessante: Der Mond ist am ersten Viertelknoten 400.000 km vor der Erde und am letzten Viertelknoten bereits 400.000 km hinter ihr. Es stellt sich heraus, dass sich der Mond „entlang des oberen Wellenkamms“ mit Beschleunigung und „entlang des unteren Wellenkamms“ mit Verzögerung bewegt; der Weg des Mondes vom letzten Viertelknoten zum ersten Viertelknoten ist 800.000 km länger.

Natürlich beschleunigt der Mond bei seiner Bewegung entlang des „oberen Bogens“ nicht spontan, es ist die Erde mit ihrer schweren Masse, die ihn einfängt und sozusagen über sich selbst wirft. Diese Eigenschaft sich bewegender Planeten – sie einzufangen, zu beschleunigen, mitzuziehen – wird genutzt, um Raumsonden beim sogenannten Gravitationsmanöver zu beschleunigen. Wenn die Sonde die Bahn des Planeten vor ihr kreuzt, dann kommt es zu einem Gravitationsmanöver, bei dem die Sonde langsamer wird. Es ist einfach.

Der Höhepunkt des Vollmondes wiederholt sich nach 29 Tagen, 12 Stunden und 44 Minuten. Dies ist die synodische Periode der Mondrevolution. Theoretisch sollte der Mond seine Umlaufbahn in 27 Tagen, 7 Stunden und 43 Minuten abschließen. Dies ist die siderische Umlaufperiode, die es tatsächlich einfach nicht gibt, ebenso wie es keine geschlossene Umlaufbahn mit einem bestimmten Umfang gibt. Die Diskrepanz zweier Tage in Lehrbüchern wird durch die Bewegung der Erde und des Mondes pro Monat relativ zur runden Sonne erklärt...

So erklärte Newton den „Nichtfall“ des Mondes auf die Erde mit seinen vorübergehenden Beschleunigungen bei der Bewegung entlang einer elliptischen Umlaufbahn. Ich denke, wir haben das noch einfacher erklärt. Und vor allem – korrekter und praktischer.

Ich erinnere mich, dass Kepler und Galilei gemeinsam über die „Rundheitsbesessenheit“ der Umlaufbahnen ihrer fortgeschrittenen Zeitgenossen lachten: Sie sagen, lasst uns lachen, mein Kepler, über die große Dummheit der Menschheit ... Allerdings lacht nur der, der zuletzt lacht Also. Stimmt, es ist irgendwie nicht üblich, über Dummheit zu lachen, die in Lehrbüchern landet. Und das werden wir nicht.

Jetzt ist es an der Zeit, die schwierige Frage zu beantworten: „Warum ist der Mond immer mit einer Seite der Erde zugewandt?“ Die Antwort ist einfach: Weil die Flugbahn des Mondes keine Welle ist, sondern eine Spirale, deren Achse auf der Erde liegt.

Wenn ein Flugzeug einfach fliegt und das andere ein „Fass“ um es herum bildet, ist vom ersten Flugzeug aus immer nur der „Bauch“ des zweiten sichtbar. In diesem Fall ist die zweite Ebene abwechselnd von allen Seiten den Sonnenstrahlen ausgesetzt, wenn die Sonne irgendwo seitlich davon steht. So kommt es auf der Erde aufgrund ihrer täglichen Rotation zu einem Wechsel von heller und dunkler Tageszeit, und auf dem Mond wechseln sich Tag und Nacht aufgrund seiner Bewegung entlang einer spiralförmigen Flugbahn ab.

Rezensionen

Entschuldigung, aber Sir Isaac Newton (dt. Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 25. Dezember 1642 – 20. März 1727 nach dem Julianischen Kalender, der in England bis 1752 in Kraft war; oder 4. Januar 1643 – 31. März 1727 nach zum Gregorianischen Kalender)

Galileo Galilei (italienisch: Galileo Galilei; 15. Februar 1564, Pisa – 8. Januar 1642, Arcetri) – italienischer Physiker, Mechaniker.

Henry Cavendish ist ein britischer Physiker und Chemiker, Mitglied der Royal Society of London. Geboren: 10. Oktober 1731, Nizza, Frankreich. Gestorben: 24. Februar 1810, London.

Mit anderen Worten: Isaac Newton wurde im Todesjahr von Galileo Galilei geboren und starb am 31. März 1727! Vier Jahre später wurde Henry Cavendish geboren.

Aber wie passen all diese Fakten zu Ihren Worten:

Siebzehn Jahrhunderte später fuhr Galilei, bewaffnet nicht nur mit der Kunst vernünftiger Verallgemeinerungen, sondern auch mit einem Teleskop, fort: „Der Mond, so heißt es, verlangsamt sich nicht, weil er sich durch Trägheit bewegt, und offensichtlich hindert nichts diese Bewegung.“ Sagte es plötzlich und unverblümt.

Weitere zweihundert Jahre später fügte Newton seine zwei Cent hinzu: Man sagt, meine Lieben, wenn sich der Mond nur durch Trägheit bewegen würde, würde er sich in einer geraden Linie bewegen, da er schon vor langer Zeit im Abgrund des Universums verschwunden war; Erde und Mond werden durch die gegenseitige Schwerkraft nebeneinander gehalten und zwingen letzteren, sich im Kreis zu bewegen. Darüber hinaus, sagte er, sei die Schwerkraft, die höchstwahrscheinlich die Ursache jeder Bewegung im Universum sei, in der Lage, den etwas langsameren Lauf des Mondes in bestimmten Abschnitten der elliptischen (Kepler-)Umlaufbahn sogar zu beschleunigen ... Hundert Jahre später Cavendish bewies angeblich mithilfe von Bleirohlingen und Torsionswaagen die Existenz einer gegenseitigen Gravitationskraft zwischen Himmelskörpern.

Und ich danke Ihnen für Ihren, wie ich hoffe, aufrichtigen Wunsch, Ihre Änderungen an der Version von „Warum der Mond nicht auf die Erde fällt“ vorzunehmen. Was mich betrifft, da ich bei der Lösung dieses Problems ein Anhänger von Sir Isaac Newton und nicht von Galileo bin, kann ich nicht umhin zu bemerken, dass mir Newtons Version a priori näher steht.

Näher nur, weil Newton im Gegensatz zum hartnäckigen Galileo seine Urteile zu diesem Thema mit dem Schüler des Leukipp aus Milet, Demokrit und anderen antiken Griechen abstimmte, die das sogenannte begründeten. Planetenmodell der Struktur des Atoms. Ein Modell des Atoms als kleinstes und unteilbares Teilchen der Materie, das alle seine Eigenschaften behält und nach dem Vorbild unseres Sonnensystems aus einem Stern namens Sonne und den kleinsten Teilchen besteht, die auf ihren Bahnen um unsere Sonne kreisen und die wir nennen Planeten.

Mit anderen Worten: Ich folge Newton und bin zutiefst davon überzeugt, dass nicht alle Planeten nur deshalb auf ihre Sterne fallen, weil sie, wie auch alle anderen materiellen Teilchen, dem Gesetz unterliegen, das bereits die alten Griechen kannten!

Das Gesetz, das Isaac Newton prägnant formuliert hat, auch mit Hilfe mathematischer Formeln. Denken Sie daran, dass die Gesetze der Physik in der Sprache der Mathematik geschrieben sind, die das Gesetz der Schwerkraft genannt wird!

Wussten Sie: „Während ein Apfel fällt, springt die Erde um den halben Durchmesser des Atomkerns auf ihn zu“ (Wikipedia)? Und damit die Erde auf die mittlere Höhe des Apfelbaums springen kann, muss der Baumstumpf klar sein, das Gewicht des Apfels muss genau dem Gewicht der Erde entsprechen. Dies ist das von Newton entdeckte mathematische Gesetz vom Fallen von Äpfeln. Allerdings ist nur ein bewegliches Atom sowohl Quelle als auch Empfänger der gravimagnetischen Induktion und kein Körper oder eine Masse; Die Reaktion der sich bewegenden Atome des Körpers auf diese Induktion erzeugt den Anschein einer Kraft. „Körper gravitieren entsprechend der abhängigen Wahrscheinlichkeit der Translationsimpulse ihrer oszillierenden Teilchen“ – das ist ein physikalisches Gesetz der Schwerkraft, kein mathematisches. Es ist jedoch nicht so schwer, es herauszufinden.

Was die Bewegung der Erde-Mond-Bewegung um die Sonne betrifft, gefällt mir Ihr Wunsch, alles genau zu verstehen, sagen wir zum Beispiel einmal und für viele Jahre, zumindest zum Beispiel, und nicht so, wie es in unseren Lehrbüchern dargelegt wird. Dazu muss zumindest die Frage „Die Gründe für den Wechsel der Jahreszeiten“ abschließend geklärt werden. Nämlich, um sicher zu wissen, was die Ekliptik ist? Ich habe versucht, dieses Thema mit Nikolai Kladov zu besprechen, aber er weigerte sich, dieses Thema zu diskutieren und sagte, lesen Sie das ABC-BUCH, dort ist alles richtig geschrieben! Und so steht es da!!

1. Die Ekliptik ist ein großer Kreis der Himmelssphäre, entlang dem die sichtbare jährliche Bewegung der Sonne relativ zu den Sternen stattfindet. Dementsprechend ist die Ekliptikebene die Rotationsebene der Erde um die Sonne. Wikipedia

2. Der Grund für den Wechsel der Jahreszeiten ist die Neigung der Erdachse relativ zur Ekliptikebene und die Rotation der Erde um die Sonne. Aufgrund der elliptischen Form der Erdumlaufbahn sind die Jahreszeiten unterschiedlich lang. So dauert der Herbst auf der Nordhalbkugel etwa 89,8 Tage, der Winter 89, der Frühling 92,8 und der Sommer 93,6.

3. Es geht um den Neigungswinkel der Erdachse relativ zur Ekliptikebene, der 23,5° beträgt. Tatsächlich ist er für den Wechsel der Jahreszeiten auf unserem Planeten verantwortlich.

Versuchen wir also, mit dieser offensichtlichen Verwirrung aufzuräumen! Also sage ich Nikolai, es klappt nicht!! Soweit ich weiß, bist du, Victor, in dieser Angelegenheit auf meiner Seite. Das heißt, ich denke, wir müssen genau wissen, wie groß der Ekliptikwinkel ist? Zumindest seine Größe und nicht in die Nase stecken, wenn man zum Beispiel wichtige Probleme löst!

Das ist also der Winkel der Ekliptik, so wie ich ihn natürlich verstehe, und ich bitte Sie, mich entweder zu unterstützen oder zu widerlegen, das ist der maximale Abweichungswinkel der Umlaufebenen aller Planeten, egal wie viele es gibt, voneinander, wenn sie sich um die Sonne drehen! Naja, wie du gesagt hast: Nimm einen dicken Tisch. In der Mitte dieses dicken Tisches befindet sich die Sonne, um die sich die Planeten mit ihren Satelliten und allen anderen kosmischen Körpern, die die Sonne umkreisen, auf natürlichen elliptischen Bahnen bewegen. Also! Der Ekliptikwinkel ist, wie sich dann natürlich herausstellt, ein maximaler Abweichungswinkel der Umlaufebenen aller Planeten voneinander! Und dann stellt sich heraus, dass dieser Winkel der Ekliptik zum Wechsel der Jahreszeiten im Prinzip nicht einmal etwas mit dem Wechsel der Jahreszeiten zu tun haben kann, auch nicht auf der Erde!

Da der Wechsel der Jahreszeiten auf der Erde ausschließlich vom Neigungswinkel der Erdrotationsachse zur Ebene abhängt, die zweifellos durch die elliptische Umlaufbahn des Erde-Mond-Tendems um die Sonne gebildet wird! Und dieser Winkel hat einen genau definierten Wert und beträgt nicht 23°44", sondern genau 66°16"! Und dieser Winkel hat aufgrund des Kreiselmoments der Erdumdrehung um ihre Achse während der gesamten Periode der Erdumdrehung um die Sonne einen konstanten Wert. Mit freundlichen Grüßen,

Sieger! Aus diesem Grund diskutiere ich mit Ihnen, um zu klären, was in Wikipedia wahr und was falsch ist! Darüber hinaus sage ich nicht, dass alle Gesetze der Bewegung gelten, nämlich Newtons 3. Bewegungsgesetz, das ganz richtig besagt, dass die Kräfte, mit denen Körper interagieren, gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind und dass die Wirkungslinie der Kräfte auf dieser liegt eine gerade Linie, die die Mittelpunkte aller Massen dieser Körper verbindet.

Sie führen genau zu dem, was Sie so farbenfroh und emotional beschrieben haben!! Im Zuge des Verständnisses und Verständnisses dessen, was tatsächlich geschieht, ist es natürlich notwendig, diese Gesetze zu ergänzen und zu präzisieren, damit völlige Klarheit darüber besteht, was geschieht, was tatsächlich geschieht. Ich meine die Trägheit von Körpern und Substanzen, die von der Masse der Körper und Substanzen abhängt und die es der Erde nicht erlaubt, auf einen Apfel zu fallen, während sie diesen Apfel dazu zwingt, in voller Übereinstimmung mit dem Gesetz des Universellen auf die Erde zu fallen Gravitation.

Das heißt, die Anziehungskraft der Erde und des Apfels ist gleich! Aber aufgrund der Trägheit der Substanzkörper geschieht das, was passiert und was wir beobachten. Es besteht also kein Grund, gleich alles zu leugnen!! Und was im Gegenzug?! Denn in der Tat ist es gar nicht so schwierig, ein vermeintliches Gesetz zu mathematisieren. Und was im Gegenzug?! Mit freundlichen Grüßen,

Nicht der Grund für den Wechsel der Jahreszeiten muss erklärt werden, sondern die Tatsache der Existenz von Sonnenwenden. Dann wird der Grund für den Jahreszeitenwechsel richtig erklärt. Und verdammt noch mal, Wikipedia kann nicht einmal die richtige Definition der Ekliptik geben. Die Ekliptik ist einfach die Ebene, in der sich die Umlaufbahnen aller Planeten im Sonnensystem und der Sonne befinden. Nun liegt diese Ebene in der Ebene des Eichentisches von Crathet of Mall, und die Rotationsachse der Sonne ist zu dieser Ebene in einem Winkel von 2,2 geneigt. Und sobald diese Ebene um 7,2 Grad von dieser Tabelle abweicht und den rechten Rand anhebt, erscheint sofort eine Erklärung der Sonnenwendetage sowie eine Erklärung des Neigungswinkels der Sonne selbst und des durchschnittlichen Librationswinkels der Planeten und das Fehlen von Tagen der Tagundnachtgleiche an den Tagen der Tagundnachtgleiche. Alles ist einfacher als gedämpfte Rüben. Und dieses Thema interessiert mich überhaupt nicht.

Wirklich! Schuld ist die verdammte Wikipedia! Und das alles, weil wir, wie ich natürlich verstehe, im Gegensatz zu den alten Griechen beispielsweise nicht wissen, wie wir untereinander solche freundschaftlichen Beziehungen aufbauen können, die uns die Wahrheit der Phänomene und Ereignisse offenbaren könnten, über die wir nachdenken Zumindest, da dies alles beispielsweise in Griechenland schon einmal passiert ist.

Was passiert schließlich? Es gibt Meinungen von Forschern: Viktor Babintsev, Mikhail Bliznetsov, Nikolai Kladov, Vladimir Danilov, Pavel Karavdin, Alexey Stepanov, andere Forscher zum Beispiel, die an der Lösung von Problemen beteiligt sind:

„Der Grund für den Wechsel der Jahreszeiten.“

„Die Erde im Inneren ist also leer, das heißt hohl“?!

Was ist die Ausgabe? Aber das Endergebnis ist keine einvernehmliche Lösung der Probleme, nicht einmal zwischen zwei Forschern. Und dann stellt sich tatsächlich heraus, dass es nur eine Reaktion auf die Probleme gibt, und dann gibt es natürlich keine Lösung für die Probleme! Deshalb schlage ich vor, einen Dialog so zu führen, wie es zum Beispiel die alten Griechen taten, also sich nicht wie Relativisten zu verhalten, die bekanntlich immer die letzte Wahrheit sagen, sondern wie Dialektiker! Das heißt, koordinieren Sie alle Ihre Urteile mit Ihren Kameraden, und erst nach einem solchen vereinbarten Urteil können Sie etwas weiter besprechen! Was auch immer passiert, so viele Forscher, so viele Urteile und Erklärungen!!

Deshalb schlage ich vor, dass wir unsere Vereinbarungen damit beginnen, eine gemeinsame Meinung zu der Frage zu entwickeln: Was, entschuldigen Sie, ist die Ekliptik? Jetzt haben Victor und ich bereits zumindest festgestellt, dass es eine Rotationsachse gibt, und zwar nicht nur für die Erde, sondern auch für alle Planeten und, was sehr wichtig ist, auch für die Sonne! Das heißt, selbst nach den allgemeinsten Urteilen über die Entstehung des Sonnensystems gab es zunächst eine Art riesigen heißen Materieball, der sich um seine Achse drehte, aus dem später unser gesamtes Sonnensystem entstand.

Es entstand ein Sonnensystem, zu dem die um ihre Achse rotierende Sonne sowie alle um ihre eigene Achse rotierenden Planeten und ihre Satelliten gehören, die sich ebenfalls entweder um ihre Planeten drehen oder, wie der Mond, immer zugewandt sein können die Erde mit einer Seite.

Zusammenfassen! Das heißt, klären wir, welcher unserer Kollegen diesen Urteilen zustimmt:

Die Erde dreht sich wie alle anderen Planeten um ihre Achse und dreht sich gleichzeitig um die Sonne auf einer Umlaufbahn, deren Ebene durch den Mittelpunkt der Sonne geht und mit der Rotationsachse der Sonne einen Winkel bildet. was wir den Winkel der Erdekliptik nennen werden!

Darüber hinaus kennen Astronomen meiner Meinung nach jetzt nicht nur den genauen Wert des Ekliptikwinkels der Erde, sondern auch den genauen Wert des Ekliptikwinkels aller anderen Planeten im Sonnensystem! Aus irgendeinem Grund stehen uns diese Informationen jedoch nicht zur Verfügung, ich meine die breite Öffentlichkeit. Daher wissen wir, sagen wir mal so vorsichtig, nicht, ob der Winkel der Erdekliptik, beispielsweise wenn die Erde die Sonne umkreist, konstant bleibt oder ob er seinen Wert im Laufe des Jahres ändert.

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Gesetz der Schwerkraft

Newtons Verdienst liegt nicht nur in seiner brillanten Vermutung über die gegenseitige Anziehung von Körpern, sondern auch darin, dass er das Gesetz ihrer Wechselwirkung finden konnte, also eine Formel zur Berechnung der Gravitationskraft zwischen zwei Körpern.

Das Gesetz der universellen Gravitation besagt: Zwei beliebige Körper ziehen sich gegenseitig mit einer Kraft an, die direkt proportional zu ihrer Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist

Newton berechnete die Beschleunigung, die die Erde auf den Mond ausübt. Die Beschleunigung frei fallender Körper an der Erdoberfläche beträgt 9,8 m/s 2 . Der Mond ist in einem Abstand von etwa 60 Erdradien von der Erde entfernt. Folglich, so argumentierte Newton, beträgt die Beschleunigung in dieser Entfernung: . Der Mond, der mit dieser Beschleunigung fällt, sollte sich der Erde in der ersten Sekunde um 0,27/2 = 0,13 cm nähern

Aber der Mond bewegt sich darüber hinaus durch Trägheit in Richtung der Momentangeschwindigkeit, d.h. entlang einer geraden Linie, die an einem bestimmten Punkt seine Umlaufbahn um die Erde tangiert (Abb. 1). Aufgrund seiner Trägheit sollte sich der Mond, wie Berechnungen zeigen, in einer Sekunde um 1,3 mm von der Erde entfernen. Natürlich beobachten wir keine solche Bewegung, bei der sich der Mond in der ersten Sekunde radial zum Erdmittelpunkt und in der zweiten Sekunde entlang einer Tangente bewegen würde. Beide Bewegungen addieren sich kontinuierlich. Der Mond bewegt sich entlang einer gekrümmten Linie, die einem Kreis nahe kommt.

Betrachten wir ein Experiment, aus dem wir sehen können, wie die Anziehungskraft, die durch Trägheit im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung auf einen Körper einwirkt, eine geradlinige Bewegung in eine krummlinige Bewegung umwandelt (Abb. 2). Nachdem der Ball die geneigte Rutsche hinuntergerollt ist, bewegt er sich aufgrund seiner Trägheit weiterhin geradlinig. Wenn Sie einen Magneten seitlich anbringen, wird die Flugbahn der Kugel unter dem Einfluss der Anziehungskraft des Magneten gebogen.

Ganz gleich, wie sehr Sie sich auch anstrengen, Sie können einen Korkball nicht so werfen, dass er Kreise in der Luft beschreibt, aber indem Sie einen Faden daran festbinden, können Sie den Ball dazu bringen, sich im Kreis um Ihre Hand zu drehen. Experiment (Abb. 3): Ein Gewicht, das an einem Faden hängt, der durch ein Glasrohr verläuft, zieht den Faden. Die Spannungskraft des Fadens verursacht eine Zentripetalbeschleunigung, die die Richtungsänderung der linearen Geschwindigkeit charakterisiert.

Der Mond dreht sich um die Erde, gehalten von der Schwerkraft. Das Stahlseil, das diese Kraft ersetzen würde, sollte einen Durchmesser von etwa 600 km haben. Trotz dieser enormen Gravitationskraft fällt der Mond jedoch nicht auf die Erde, da er eine Anfangsgeschwindigkeit hat und sich außerdem durch Trägheit bewegt.

Da Newton die Entfernung von der Erde zum Mond und die Anzahl der Umdrehungen des Mondes um die Erde kannte, bestimmte er die Größe der Zentripetalbeschleunigung des Mondes.

Das Ergebnis ist die gleiche Zahl – 0,0027 m/s 2

Stoppen Sie die Anziehungskraft des Mondes auf die Erde – und er wird geradlinig in den Abgrund des Weltraums stürzen. Der Ball fliegt tangential ab (Abb. 3), wenn der Faden, der den Ball beim Drehen im Kreis hält, reißt. Bei der Vorrichtung in Abb. 4 einer Zentrifugalmaschine hält nur eine Verbindung (Gewinde) die Kugeln auf einer Kreisbahn. Wenn der Faden reißt, zerstreuen sich die Kugeln entlang der Tangenten. Es ist schwierig, ihre geradlinige Bewegung mit dem Auge zu erfassen, wenn sie keine Verbindung haben. Wenn wir jedoch eine solche Zeichnung erstellen (Abb. 5), dann folgt daraus, dass sich die Kugeln geradlinig und tangential zum Kreis bewegen.

Hätte die Trägheitsbewegung aufgehört, wäre der Mond auf die Erde gefallen. Der Sturz hätte nach Newtons Berechnung vier Tage, neunzehn Stunden, vierundfünfzig Minuten und siebenundfünfzig Sekunden gedauert.

Mit der Formel des Gesetzes der universellen Gravitation können Sie bestimmen, mit welcher Kraft die Erde den Mond anzieht: wobei G die Gravitationskonstante ist, m 1 und m 2 die Massen der Erde und des Mondes sind, r der Abstand zwischen ihnen ist . Durch Einsetzen spezifischer Daten in die Formel erhalten wir den Wert der Kraft, mit der die Erde den Mond anzieht, und dieser beträgt ungefähr 2 * 10 1 7 N

Das Gesetz der universellen Gravitation gilt für alle Körper, was bedeutet, dass die Sonne auch den Mond anzieht. Zählen wir mit welcher Kraft?

Die Masse der Sonne beträgt das 300.000-fache der Masse der Erde, aber der Abstand zwischen Sonne und Mond ist 400-mal größer als der Abstand zwischen Erde und Mond. Folglich erhöht sich in der Formel der Zähler um das 300.000-fache und der Nenner um das 400-fache, also um das 160.000-fache. Die Gravitationskraft wird fast doppelt so stark sein.

Aber warum fällt der Mond nicht auf die Sonne?

Der Mond fällt auf die Sonne auf die gleiche Weise wie auf die Erde, das heißt nur so weit, dass er beim Umlauf um die Sonne ungefähr den gleichen Abstand einhält.

Die Erde und ihr Satellit, der Mond, kreisen um die Sonne, was bedeutet, dass sich der Mond um die Sonne dreht.

Es stellt sich folgende Frage: Der Mond fällt nicht auf die Erde, da er sich aufgrund seiner Anfangsgeschwindigkeit durch Trägheit bewegt. Aber nach dem dritten Newtonschen Gesetz sind die Kräfte, mit denen zwei Körper aufeinander einwirken, gleich groß und entgegengesetzt gerichtet. Daher zieht der Mond mit der gleichen Kraft, mit der die Erde den Mond anzieht, die Erde an. Warum fällt die Erde nicht auf den Mond? Oder dreht es sich auch um den Mond?

Tatsache ist, dass sowohl der Mond als auch die Erde um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen, oder vereinfacht gesagt, um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Erinnern Sie sich an das Experiment mit Kugeln und einer Zentrifuge. Die Masse einer der Kugeln ist doppelt so groß wie die Masse der anderen. Damit die durch ein Gewinde verbundenen Kugeln beim Rotieren im Gleichgewicht relativ zur Drehachse bleiben, müssen ihre Abstände von der Achse bzw. dem Drehzentrum umgekehrt proportional zu den Massen sein. Der Punkt oder Mittelpunkt, um den sich diese Kugeln drehen, wird als Massenschwerpunkt der beiden Kugeln bezeichnet.

Das dritte Newtonsche Gesetz wird im Experiment mit Kugeln nicht verletzt: Die Kräfte, mit denen sich die Kugeln gegenseitig in Richtung eines gemeinsamen Massenschwerpunkts ziehen, sind gleich. Im Erde-Mond-System dreht sich der gemeinsame Massenschwerpunkt um die Sonne.

Astronomische Entdeckungen

Wir haben bereits einige wichtige Entdeckungen und Erfindungen der Astronomie im 17. Jahrhundert aufgelistet. Im selben Jahrhundert sollte eine solide Grundlage für eine vollständige Theorie der Bewegung von Himmelskörpern gelegt werden – Newtons Gravitationstheorie …

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Bildungsministerium der Stadtbezirksverwaltung Kemerowo

Xregionale wissenschaftliche und praktische Konferenz

„Welt der Entdeckungen“

Abschnitt "Geographie, Geologie »

Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?

Forschungsprojekt

Semjonow Lawr Jurjewitsch,

Schüler der 1. Klasse „B“

MBOU „Yagunovskaya-Sekundarschule“

Aufsicht:

Kalistratova

Swetlana Borisowna,

Grundschullehrer

MBOU „Yagunovskaya-Sekundarschule“

2016

Inhalt

Einführung…………………………………………………………………………………………. 3

Kapitel 1. Der Mond als Forschungsgegenstand …………………………………....... 5

1.1. Quellen studieren……………………………..………………………… 5

1.2. Mondbeobachtungen...................................................................................... 7

Kapitel 2. Organisation und Ergebnisse der Studie……………………………...9

Fazit……………………………………………………………………………….. 13

Referenzliste und Internetressourcen……………………………………….. 14

Einführung

Ich mag wirklich alles, was mit dem Weltraum zu tun hat. Ich liebe es, die Sterne zu beobachten und Sternbilder zu finden, deshalb haben wir dieses Thema für unsere Recherche ausgewählt.

Die Staatliche Universität Kemerowo hat einen erstaunlichen Ort – ein Planetarium. Es ist in der Liste der Planetarien in Russland aufgeführt, von denen es nur 26 gibt, sowie in der Liste der Planetarien weltweit. Der „Gründer“ unseres Planetariums, Lehrer, Kandidat der physikalischen und mathematischen Wissenschaften an der Staatlichen Universität Kemerowo, Kuzma Petrovich Matsukov, versteht „Sternangelegenheiten“ besser als jeder andere. Im Planetarium finden Exkursionen statt, die die Geheimnisse des Weltraums, die Geburt des Universums und der Sterne enthüllen. Hier sehen Sie ein Bild eines echten Sternenhimmels! Mit dem Sternenhimmelprojektor unter der Kuppel des Planetariums können wir etwa fünftausend Sterne, Planeten, Sonne und Mond sehen.

Manche Planeten haben viele Satelliten, andere überhaupt keine. Wir beschlossen herauszufinden, was ein Satellit ist. Natürlich interessierte uns der Mond, da er ein Satellit unserer Erde ist.

Als sie Kuzma Petrovich fragten, warum der Mond immer am Himmel hängt und nirgendwo wegfliegt, fanden sie heraus, dass die Erde eine erstaunliche Eigenschaft hat: Sie zieht alles an sich. Aber der Mond hängt am Himmel und fällt aus irgendeinem Grund nicht auf die Erde. Warum? Versuchen wir, die Antwort auf diese Frage zu finden.

Zweck der Studie: enthüllen, warum der Mond nicht auf die Erde fällt.

Forschungsschwerpunkte:

1. Studieren Sie verschiedene Quellen zu diesem Problem (Enzyklopädien, Internet) und besuchen Sie das Planetarium der Staatlichen Universität Kemerowo.

2. Finden Sie heraus, wie der Mond entstanden ist, wie der Mond die Erde beeinflusst und was den Mond mit der Erde verbindet.

3. Führen Sie Recherchen durch und finden Sie anhand der gewonnenen Daten heraus, warum der Mond nicht auf die Erde fällt.

Forschungshypothese: Es ist wahrscheinlich, dass der Mond fällt, wenn er sich der Erde nähert. Aber vielleicht gibt es etwas, das den Mond und die Erde auf Abstand hält, damit der Mond nicht auf die Erde fällt.

Kapitel 1. Der Mond als Forschungsgegenstand

1.1 Quellenstudium

Bevor wir nach der Antwort auf die Frage „Was genau ist der Mond?“ suchen, führen wir eine kurze Umfrage unter Erwachsenen (5 Personen) und Kindern (5 Personen) durch und finden heraus, wie tief ihr Wissen auf diesem Gebiet ist.

3 Menschen - du hast Unrecht.

4 Leute - Rechts;

1 Person - du hast Unrecht.

Bürger welchen Landes betraten als erste den Mond? (Amerikaner)

0 Personen - Rechts;

5 Personen - du hast Unrecht.

5 Personen - Rechts;

0 Personen - du hast Unrecht.

Wie hieß das selbstfahrende Fahrzeug, das auf der Mondoberfläche unterwegs war? („Lunokhod“)

3 Menschen - Rechts;

2 Leute - du hast Unrecht.

5 Personen - Rechts;

0 Personen - du hast Unrecht.

Wir wissen, dass die Erde ein Magnet ist. Warum fällt der Mond, der Erdtrabant, nicht auf die Erde? (Es dreht sich um die Erde)

1 Person - Rechts;

4 Leute - du hast Unrecht.

4 Leute - Rechts;

1 Person - du hast Unrecht.

Woher kamen Krater auf dem Mond? (Aus Kollisionen mit Meteoriten)

2 Leute - Rechts;

3 Menschen - du hast Unrecht.

5 Personen - Rechts;

0 Personen - du hast Unrecht.

Bei einer Umfrage haben wir herausgefunden, dass Erwachsene Fragen zum Mond beantworten können, Kinder jedoch nicht. Deshalb haben wir unsere Forschung fortgesetzt.

Das Wort „Mond“ bedeutet „hell“. In der Antike betrachteten die Menschen den Mond als Göttin – die Schutzpatronin der Nacht.

Der Mond ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Das zweithellste Objekt am Himmel der Erde nach der Sonne.Derzeit können Astronomen mit modernen Instrumenten mit Laserstrahl die Entfernung zwischen Erde und Mond mit einer Genauigkeit von mehreren Zentimetern bestimmen.Der Mond ist 384.400 km von der Erde entfernt. Zu Fuß dorthin zu gelangen, würde neun Jahre dauern!Mit dem Auto müssten wir zum Mond fahren, ohne länger als sechs Monate anzuhalten.

Die Mondkugel ist viel kleiner als die der Erde: im Durchmesser - fast viermal und im Volumen - 49-mal. Aus der Erdkugel lassen sich 81 Kugeln herstellen, von denen jede so viel wiegt wie der Mond.

Wir können immer nur eine Seite des Mondes sehen. Eine Art „kleine“ Scheibe, deren Durchmesser 3480 km beträgt. Etwa die Hälfte der Fläche von ganz Russland.Die Rotationsperiode des Mondes um seine Achse fällt mit der Rotationsperiode der Erde zusammen, die 28,5 Tage beträgt, sodass der Mond der Erde immer mit einer Seite zugewandt ist.

Der Mond dreht sich nicht streng kreisförmig um die Erde, sondern in einem abgeflachten Kreis – einer Ellipse. Und wenn sich der Mond seinem Maximum nähert, verringert sich der Abstand zwischen Erde und Mond356.400 Kilometer. Diese minimale Annäherung des Mondes an die Erde nennt manPerigäum . Und die maximale Entfernung wird aufgerufenHöhepunkt und entspricht einer ganzen Zahl406.700 Kilometer.

Da es keine Atmosphäre gibt, können Menschen auf dem Mond nicht atmen. Oberflächentemperatur von −169 °C bis +122 °C.

Früher galten graue Flecken auf dem Mond als Meere. Mittlerweile ist bekannt, dass es auf dem Mond keinen Tropfen Wasser und keine Lufthülle – Atmosphäre – gibt. Die Mondmeere sind tiefe Senken, die mit grauem Vulkangestein bedeckt sind. Einige der Mondkrater entstanden, als Eisen- oder Steinkörper – Meteoriten – aus dem interplanetaren Raum auf den Mond fielen. Die hellen Teile des Mondes sind seine Bergregionen.

Amerikanische Astronauten besuchten den Mond. Auch unsere von der Erde aus gesteuerten Mondrover haben uns viel Interessantes darüber erzählt. Automaten und Astronauten brachten Mondboden zur Erde. Der Mond ist sehr klein und daher ist auch die auf ihn wirkende Schwerkraft gering. Astronauten auf dem Mond wogen etwa ein Sechstel ihres normalen Gewichts auf der Erde.

Der Mond ist 4,5 Milliarden Jahre alt. Jahre - ungefähr so ​​viel wie die Erde. Es entstand durch eine Kollision der Erde mit einem der Kleinplaneten. Der Planet wurde zerstört und der Mond bildete sich aus seinen Trümmern und begann sich allmählich von der Erde zu entfernen. Der Abstand zwischen ihm und der Erde vergrößert sich etwa im gleichen Tempo, wie die Fingernägel wachsen.

Während der Mond die Erde umkreist, übt er Schwerkraft auf unsere Meere aus. Diese Anziehung verursacht Höhen und Tiefen.

1.2 Beobachtungen des Mondes.

Beobachten wir den Mond und wir werden sehen, dass sich sein Aussehen jeden Tag ändert. Zuerst ist die Sichel schmal, dann wird der Mond voller und nach ein paar Tagen wird er rund. Nach einigen weiteren Tagen wird der Vollmond allmählich immer kleiner und ähnelt wieder einer Sichel. Die Mondsichel wird oft als Monat bezeichnet. Wenn die Sichel nach links konvex ist, wie der Buchstabe „C“, dann sagt man, dass der Mond „altert“. 14 Tage und 19 Stunden nach Vollmond verschwindet der alte Monat vollständig. Der Mond ist nicht sichtbar. Diese Mondphase wird „Neumond“ genannt. Dann verwandelt sich der Mond nach und nach von einer nach rechts gedrehten schmalen Sichel (wenn man gedanklich eine gerade Linie durch die Enden der Sichel zieht, erhält man den Buchstaben „P“, d. h. der Monat „wächst“) wieder ins Volle Mond. Manchmal verdeckt der Mond bei Neumond die Sonne. In solchen Momenten kommt es zu einer Sonnenfinsternis. Wenn die Erde bei Vollmond einen Schatten auf den Mond wirft, kommt es zu einer Mondfinsternis. Damit der Mond wieder „wächst“, ist die gleiche Zeitspanne erforderlich: 14 Tage und 19 Stunden. Das Aussehen des Mondes verändern, d.h. Der Wechsel der Mondphasen von Vollmond zu Vollmond (oder von Neumond zu Neumond) erfolgt alle vier Wochen, genauer gesagt in 29,5 Tagen. Dies ist ein Mondmonat. Es diente als Grundlage für die Erstellung des Kalenders. Sie können im Voraus berechnen, wann und wie der Mond sichtbar sein wird, wann es dunkle und wann helle Nächte gibt. Bei Vollmond ist der Mond mit seiner beleuchteten Seite der Erde zugewandt, bei Neumond mit seiner unbeleuchteten Seite. Der Mond ist ein fester, kalter Himmelskörper, der kein eigenes Licht ausstrahlt; er leuchtet nur am Himmel, weil er mit seiner Oberfläche das Licht der Sonne reflektiert. Der Mond dreht sich um die Erde und wendet sich ihr entweder als vollständig beleuchtete Oberfläche, als teilweise beleuchtete Oberfläche oder als dunkle Oberfläche zu. Deshalb ändert sich das Erscheinungsbild des Mondes im Laufe des Monats kontinuierlich.

Kapitel 2. Organisation und Ergebnisse der Studie

Heute stellen sich Astronomen den Aufbau des Sonnensystems wie folgt vor: In seinem Zentrum steht die Sonne, und die Planeten kreisen wie fest um sie herum. Insgesamt gibt es acht davon: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus. Warum laufen die Planeten schließlich wie angebunden um die Sonne? Sie sind zwar verbunden, aber diese Verbindung ist unsichtbar. Isaac Newton formulierte ein sehr wichtiges Gesetz – das Gesetz der universellen Gravitation. Er bewies, dass alle Körper des Universums – die Sonne, Planeten mit ihren Satelliten, einzelne Sterne und Sternsysteme – voneinander angezogen werden. Die Stärke dieser Anziehung hängt von der Größe der Himmelskörper und den Abständen zwischen ihnen ab. Je kleiner der Abstand, desto stärker die Anziehungskraft. Je größer die Entfernung, desto schwächer ist die Anziehungskraft. Lassen Sie uns eine Reihe von Experimenten durchführen.

Erleben Sie 1. Versuchen wir, an Ort und Stelle zu springen. Was ist dabei herausgekommen? Stimmt, wir sind ein paar Zentimeter hochgeflogen und wieder auf den Boden gesunken. Warum springen wir nicht und fliegen hoch in den Himmel und dann in den Weltraum? Ja, denn auch wir sind durch die gleiche Schwerkraft an unseren Planeten gebunden.

Erfahrung 2. Lass uns den Ball nehmen. Es fliegt nirgendwo hin, es ruht in unserer Hand. Wir stehen auf dem Boden. Wir lassen den Ball aus unseren Händen los und er fällt zu Boden.

Erleben Sie 3. Wir nehmen ein Blatt Papier in die Hand, werfen es hoch, aber es fällt auch sanft zu Boden.

Wir beobachten die Schwerkraft in der Natur. Wir sehen Schnee und Regentropfen, die auf den Boden fallen. Sogar Eiszapfen wachsen nicht nach oben, sondern nach unten, in Richtung Boden.

Abschluss. Die Erde hält wirklich alles auf ihrer Oberfläche mit einer starken Anziehungskraft. Es enthält nicht nur dich und mich und alles, was auf der Erde lebt, sondern auch alle Gegenstände, Steine, Felsen, Sande, das Wasser der Ozeane, Meere und Flüsse sowie die Atmosphäre, die die Erde umgibt.

Warum fällt der Mond dann nicht auf die Erde?

Zunächst führten wir auf der Kemdetki-Website eine Umfrage unter Kindern und ihren Eltern durch. Die Frage wurde gestellt: „Warum fällt der Mond Ihrer Meinung nach nicht auf die Erde?“ Hier sind einige der Antworten:

1. Dasha, 7 Jahre alt: „Weil Luft am Himmel ist und sie den Mond hält.“

2. Anya, 7 Jahre alt: „Weil es in der Schwerelosigkeit keine Anziehungskraft gibt, es ist ein Planet!“

3. Olya, 9 Jahre alt: „Weil sich der Mond auf seiner Umlaufbahn um die Erde dreht und diese nicht verlassen kann.“

4. Matvey, 5 Jahre alt: „Der Mond ist ein Satellit der Erde. Und in der Erde gibt es einen Magnetkern, der anzieht.“

5. Olya, 5 Jahre alt: „Die Luft festhalten.“

6. Alice, 7 Jahre alt: „Weil der Himmel sie festhält und sie sich nicht abstoßen kann ...“

7. Roma, 6 Jahre alt: „Weil sie die Nacht durchgehalten hat ...“

8. Mascha, 6 Jahre alt: „Wo soll sie hier hinfallen? Wir haben hier sowieso nicht genug Platz.“

Nachdem wir Artikel in Enzyklopädien und im Internet studiert hatten, fanden wir heraus, dass der Mond sofort auf die Erde fallen würde, wenn er stationär wäre. Doch der Mond steht nicht still, er dreht sich um die Erde. Bei der Rotation entsteht eine Kraft, die Wissenschaftler als zentripetal bezeichnen, also zum Zentrum tendieren, und zentrifugal, vom Zentrum weglaufend. Wir können dies selbst überprüfen, indem wir eine Reihe einfacher Experimente durchführen.

Experiment 1. Binden Sie einen Faden an einen normalen Filzstiftund lasst uns mit der Einführung beginnen.Der Filzstift am Faden wird uns buchstäblich aus der Hand gezogen, aber der Faden lässt nicht los. Auf den Filzstift wirkt eine Zentrifugalkraft, die versucht, ihn vom Rotationszentrum wegzuschleudern. BaldDer Mond unterliegt der Zentrifugalkraft, die ihn daran hindert, auf die Erde zu fallen. Stattdessen bewegt es sich auf einer konstanten Bahn um die Erde. Wenn wir den Filzstift sehr stark drehen, reißt der Faden, und wenn wir ihn langsam drehen, fällt der Filzstift. Wenn sich der Mond also noch schneller bewegen würde, würde er die Schwerkraft der Erde überwinden und in den Weltraum fliegen; wenn sich der Mond langsamer bewegen würde, würde ihn die Schwerkraft zur Erde ziehen.

F1 – Zentrifugalkraft (ausgehend von der Mitte)

F2- Zentripetalkraft (Suche nach der Mitte)

Experiment 2. Nehmen wir Papas Hände, wie bei einem Reigen. Ohne seine Hände loszulassen, fangen wir an, um Papa herumzulaufen, schauen ihm ins Gesicht und lassen Papa uns nachdrehen. Papa ist, und wir werden der Mond sein. Wenn Sie sich sehr, sehr schnell drehen, können Sie sogar fliegen, ohne dass Ihre Füße den Boden berühren. Und damit wir nicht gegen die Wand fliegen, muss Papa uns ganz fest halten. Im Himmel ist es genauso. Die Hände von Vater Erde packten den Mond fest und ließen ihn nicht los.

Erleben Sie 3. Sie können auch ein Beispiel mit der Karussell-Attraktion geben, die sich im Stadtgarten von Kemerowo befindet. Die Rotationsgeschwindigkeit des „Karussells“ ist speziell berechnet, und wenn die Zentrifugalkraft geringer wäre als die Spannkraft der Kette, würde es sonst in einer Katastrophe enden.

Experiment 4. Eine automatische Waschmaschine ist ebenfalls ein Beispiel. Die darin gewaschene Wäsche wird bei beschleunigter Bewegung von den Wänden der Trommel angezogen, die Wäsche wird geschleudert und fällt erst dann, wenn die Trommel stoppt.

Abschluss. So ist der Mond. Hätte es sich nicht um die Erde gedreht, wäre es wahrscheinlich auf die Erde gefallen. Doch Zentrifugalkräfte hindern sie daran. Und auch der Mond kann nicht entkommen – die Schwerkraft der Erde hält ihn auf seiner Umlaufbahn.

Abschluss

Nachdem wir die Literatur zu diesem Thema studiert und das Planetarium der Staatlichen Universität Kemerowo besucht hatten, fanden wir heraus:

Dass der Mond der einzige natürliche Satellit der Erde ist.Der Mond ist 4,5 Milliarden Jahre alt. Jahre - ungefähr so ​​viel wie die Erde.

Durch Beobachtungen stellten wir fest, dass sich das Aussehen des Mondes jeden Tag ändert. Solche Veränderungen in der Form des Mondes werden genanntPhasen.

Wir kamen auch zu dem Schluss, dass der Mond durch die Anziehungskraft zwischen den Körpern von der Erde gehalten wird. Die Kraft, die verhindert, dass der Mond während der Rotation „entweicht“, istGravitationskraft der Erde (Zentripetal) . Und die Kraft, die verhindert, dass der Mond auf die Erde fällt, istDas ist Zentrifugalkraft , die auftritt, wenn sich der Mond um die Erde dreht. Würde sich der Mond schneller bewegen, würde er die Schwerkraft der Erde überwinden und in den Weltraum fliegen; würde er sich langsamer bewegen, würde ihn die Schwerkraft zur Erde ziehen.Der Mond dreht sich um die Erde und bewegt sich im Orbit mit einer Geschwindigkeit von 1 km/s, also langsam genug, um seine Umlaufbahn nicht zu verlassen und in den Weltraum zu „fliegen“, aber auch schnell genug, um nicht auf die Erde zu fallen.

Literatur- und Internetressourcen

Neue Schulenzyklopädie „Heavenly Bodies“, M., Rosmen, 2005.

„Warum“ Kinderenzyklopädie, M., Rosmen, 2005.

„Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?“ Zigunenko S.N., Whychkins Bücher, 2015.

Rancini. J. „Weltraum. Supernova-Atlas des Universums“, M.: Eksmo, 2006.

- "Kinder!" Website für Eltern der Region Kemerowo.

Wikipedia

Website „Für Kinder. Warum"

Website „Astronomie und Gesetze des Weltraums“

„Wie einfach!“

Relevanz:

Am 12. April erinnert sich unser Land an ein grandioses Ereignis – den menschlichen Flug ins All. Im Unterricht haben wir auch das Thema Raum besprochen und Bilder gezeichnet. Und der Lehrer bat uns, interessante Berichte über den Weltraum vorzubereiten. Deshalb habe ich dieses Thema gewählt, weil es mich selbst interessiert. Und am Vorabend dieses „Tag der Kosmonautik“ ist das für uns relevant, ich denke, es wird auch Sie interessieren.

Meine Vermutung:

Zu Hause holte ich die Enzyklopädie „Himmelskörper“ heraus und begann zu lesen. Dann fragte ich mich: Vielleicht fällt der Mond auf uns? Ich antwortete, dass der Mond wahrscheinlich fallen würde, wenn er sich der Erde näherte. Oder vielleicht hält es etwas mit der Erde zusammen, damit es nicht fällt und nirgendwohin fliegt.

Zweck und Ziele meiner Arbeit:

Ich beschloss, die Literatur genauer zu studieren, wie der Mond entstand, wie er die Erde beeinflusst, was ihn mit der Erde verbindet und warum der Mond nicht in den Weltraum fliegt und nicht auf die Erde fällt. Und hier ist, was ich herausgefunden habe.

Einführung

In der Astronomie ist ein Satellit ein Körper, der sich um einen großen Körper dreht und durch die Kraft seiner Schwerkraft gehalten wird. Der Mond ist der Satellit der Erde. Die Erde ist ein Satellit der Sonne. Der Mond ist ein fester, kalter, kugelförmiger Himmelskörper, der viermal kleiner als die Erde ist.

Der Mond ist der der Erde am nächsten gelegene Himmelskörper. Wenn es möglich wäre, würde ein Tourist 40 Jahre lang zum Mond laufen

Das Erde-Mond-System ist einzigartig im Sonnensystem, da kein Planet über einen so großen Satelliten verfügt. Der Mond ist der einzige Satellit der Erde.

Mit bloßem Auge ist er durch ein Teleskop besser sichtbar als jeder andere Planet. Unser Satellit birgt viele Geheimnisse.

Der Mond ist bisher der einzige kosmische Körper, der vom Menschen besucht wird. Der Mond dreht sich um die Erde auf die gleiche Weise wie die Erde um die Sonne (siehe Abb. 1).

Der Abstand zwischen den Mittelpunkten des Mondes und der Erde beträgt etwa 384.467 km.

Wie sieht der Mond aus?

Der Mond ist überhaupt nicht wie die Erde. Es gibt keine Luft, kein Wasser, kein Leben. Die Konzentration von Gasen in der Nähe der Mondoberfläche entspricht einem tiefen Vakuum. Aufgrund der fehlenden Atmosphäre erhitzen sich seine düsteren, staubigen Flächen tagsüber auf bis zu + 120 °C und gefrieren nachts oder einfach im Schatten auf - 160 °C. Der Himmel auf dem Mond ist immer schwarz, auch tagsüber. Die riesige Erdscheibe erscheint vom Mond aus mehr als 3,5-mal größer als der Mond von der Erde aus und hängt nahezu regungslos am Himmel (siehe Abb. 2).

Die gesamte Oberfläche des Mondes ist mit Kratern übersät, die Krater genannt werden. Sie können sie sehen, wenn Sie in einer klaren Nacht genau auf den Mond schauen. Manche Krater sind so groß, dass eine riesige Stadt darin Platz finden könnte. Es gibt zwei Hauptoptionen für die Bildung von Kratern: Vulkankrater und Meteoritenkrater.

Die Oberfläche des Mondes kann in zwei Typen unterteilt werden: sehr altes bergiges Gelände (Mondkontinent) und relativ glattes und jüngeres Mond-Maria.

Mondmaria, die etwa 16 % der Mondoberfläche ausmachen, sind riesige Krater, die durch Kollisionen mit Himmelskörpern entstanden und später mit flüssiger Lava überflutet wurden. Den Mondmeeren wurden Namen gegeben: Meer der Krisen, Meer des Überflusses, Meer der Ruhe, Meer des Regens, Meer der Wolken, Meer von Moskau und andere.

Im Vergleich zur Erde ist der Mond sehr klein. Der Radius des Mondes beträgt 1738 km, das Volumen des Mondes beträgt 2 % des Erdvolumens und die Fläche beträgt etwa 7,5 %.

Wie ist der Mond entstanden?

Mond und Erde sind fast gleich alt. Hier ist eine Version der Entstehung des Mondes.

1. Kurz nach der Entstehung der Erde stürzte ein riesiger Himmelskörper darauf.

2. Durch den Aufprall zerbrach es in viele Fragmente.

3. Unter dem Einfluss der Schwerkraft (Anziehung) der Erde begannen die Fragmente, sich um sie zu drehen.

4. Im Laufe der Zeit fügten sich die Fragmente zusammen und bildeten den Mond.

Mondphasen

Der Mond verändert jeden Tag sein Aussehen. Zuerst ist die Sichel schmal, dann wird der Mond voller und nach ein paar Tagen wird er rund. Für ein paar weitere Tage wird der Vollmond allmählich immer kleiner und ähnelt wieder einer Sichel. Die Mondsichel wird oft als Monat bezeichnet. Wenn die Sichel nach links konvex gedreht ist, wie der Buchstabe „C“, dann sagt man, dass der Mond „altert“. 14 Tage und 19 Stunden nach Vollmond verschwindet der alte Monat vollständig. Der Mond ist nicht sichtbar. Diese Mondphase wird „Neumond“ genannt. Dann verwandelt sich der Mond allmählich von einer schmalen, nach rechts gedrehten Sichel wieder in einen Vollmond.

Damit der Mond wieder „wächst“, ist die gleiche Zeitspanne erforderlich: 14 Tage und 19 Stunden. Das Aussehen des Mondes verändern, d.h. Der Wechsel der Mondphasen von Vollmond zu Vollmond erfolgt alle vier Wochen, genauer gesagt in 29,5 Tagen. Dies ist ein Mondmonat. Es diente als Grundlage für die Erstellung des Mondkalenders. Bei Vollmond ist der Mond mit seiner beleuchteten Seite der Erde zugewandt, bei Neumond mit seiner unbeleuchteten Seite. Der Mond dreht sich um die Erde und wendet sich ihr entweder als vollständig beleuchtete Oberfläche, als teilweise beleuchtete Oberfläche oder als dunkle Oberfläche zu. Deshalb ändert sich das Erscheinungsbild des Mondes im Laufe des Monats kontinuierlich.

Ebbe und Flut

Die Gravitationskräfte zwischen Erde und Mond verursachen einige interessante Effekte. Am bekanntesten sind die Meeresgezeiten. Der Unterschied zwischen Ebbe und Flut in offenen Meeresräumen ist gering und beträgt 30–40 cm. In Küstennähe nimmt die Flutwelle jedoch aufgrund des Auflaufens einer Flutwelle auf einem harten Boden zu Höhe wie gewöhnliche Windwellen der Brandung.

Unter Berücksichtigung der Rotationsrichtung des Mondes um die Erde ist es möglich, das Bild einer Flutwelle zu erstellen, die dem Ozean folgt. Die maximale Flutwellenamplitude auf der Erde wird in der Bay of Fundy in Kanada beobachtet und beträgt 18 Meter.

Monderkundung

Der Mond hat seit der Antike die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Die Erfindung von Teleskopen ermöglichte es, feinere Details des Reliefs (Oberflächenform) des Mondes zu erkennen. Eine der ersten Mondkarten wurde 1651 von Giovanni Riccioli erstellt. Er gab auch großen dunklen Gebieten Namen und nannte sie „Meere“, was wir noch heute verwenden. Im Jahr 1881 stellte Jules Janssen einen detaillierten „Fotografischen Atlas des Mondes“ zusammen.

Seit Beginn des Weltraumzeitalters hat unser Wissen über den Mond erheblich zugenommen. Der Mond wurde erstmals am 13. September 1959 von der sowjetischen Raumsonde Luna 2 besucht.

Zum ersten Mal gelang uns der Blick auf die andere Seite des Mondes im Jahr 1959, als die sowjetische Station Luna 3 über ihn hinwegflog und einen von der Erde aus unsichtbaren Teil seiner Oberfläche fotografierte.

Die amerikanische bemannte Mission zum Mond hieß Apollo.

Die erste Landung fand am 20. Juli 1969 statt und der erste Mensch, der die Mondoberfläche betrat, war der Amerikaner Neil Armstrong. Sechs Expeditionen besuchten den Mond, das letzte Mal jedoch im Jahr 1972, da Expeditionen sehr teuer sind. Jedes Mal landeten zwei Menschen darauf und verbrachten bis zu drei Tage auf dem Mond. Derzeit werden neue Expeditionen vorbereitet.

Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?

Der Mond würde sofort auf die Erde fallen, wenn er stationär wäre. Doch der Mond steht nicht still, er dreht sich um die Erde.

Wenn wir einen Gegenstand, beispielsweise einen Tennisball, werfen, wird er durch die Schwerkraft zum Erdmittelpunkt gezogen. Selbst ein mit hoher Geschwindigkeit geworfener Tennisball fällt immer noch zu Boden, aber das Muster ändert sich, wenn der Gegenstand viel weiter entfernt ist viel schneller vorankommen.

Meine Erfahrung:

Ich habe meinem Vater diese Frage gestellt und er hat sie mir anhand eines einfachen Beispiels erklärt. Wir haben einen gewöhnlichen Radiergummi an einen Faden gebunden. Stellen Sie sich vor, Sie seien die Erde und der Radiergummi der Mond, und beginnen Sie, ihn zu drehen. Der Radiergummi am Faden wird einem regelrecht aus der Hand reißen, aber der Faden lässt ihn nicht los. Der Mond ist so weit entfernt und bewegt sich so schnell, dass er nie in die gleiche Richtung fällt. Selbst wenn er ständig fällt, wird der Mond niemals auf die Erde fallen. Stattdessen bewegt es sich auf einer konstanten Bahn um die Erde.

Wenn wir den Radiergummi sehr stark drehen, reißt der Faden, und wenn wir ihn langsam drehen, fällt der Radiergummi.

Wir schließen daraus: Wenn sich der Mond noch schneller bewegen würde, würde er die Schwerkraft der Erde überwinden und in den Weltraum fliegen; wenn sich der Mond langsamer bewegen würde, würde die Schwerkraft ihn zur Erde ziehen. Dieses präzise Gleichgewicht der Gravitationsgeschwindigkeit erzeugt eine sogenannte Umlaufbahn, bei der der kleinere Himmelskörper ständig den größeren umkreist.

Die Kraft, die verhindert, dass der Mond während der Rotation „entweicht“, ist die Schwerkraft der Erde. Und die Kraft, die verhindert, dass der Mond auf die Erde fällt, ist die Zentrifugalkraft, die entsteht, wenn sich der Mond um die Erde dreht.

Der Mond dreht sich um die Erde und bewegt sich im Orbit mit einer Geschwindigkeit von 1 km/s, also langsam genug, um seine Umlaufbahn nicht zu verlassen und in den Weltraum zu „fliegen“, aber auch schnell genug, um nicht auf die Erde zu fallen.

Übrigens...

Sie werden überrascht sein, aber tatsächlich entfernt sich der Mond mit einer Geschwindigkeit von 3-4 cm pro Jahr von der Erde! Die Bewegung des Mondes um die Erde kann man sich als eine sich langsam entfaltende Spirale vorstellen. Der Grund für diese Flugbahn des Mondes ist die Sonne, die den Mond doppelt so stark anzieht wie die Erde.

Warum fällt der Mond dann nicht auf die Sonne? Sondern weil sich der Mond zusammen mit der Erde wiederum um die Sonne dreht und die Anziehungswirkung der Sonne vollständig darauf verwendet wird, diese beiden Körper ständig von einer geraden Bahn in eine gekrümmte Umlaufbahn zu überführen.

– Der Mond selbst leuchtet nicht, er reflektiert nur das auf ihn fallende Sonnenlicht;

– Der Mond dreht sich in 27 Erdentagen um seine Achse; gleichzeitig macht es eine Umdrehung um die Erde;

– Der Mond, der sich um die Erde dreht, ist uns immer mit einer Seite zugewandt, seine Rückseite bleibt für uns unsichtbar;

– Der Mond entfernt sich auf seiner Umlaufbahn allmählich um etwa 4 cm pro Jahr von der Erde.

– Die Schwerkraft auf dem Mond ist sechsmal geringer als auf der Erde.

Daher ist es für eine Rakete viel einfacher, vom Mond zu starten als von der Erde.

Es ist möglich, dass Raumschiffe bald nicht von der Erde, sondern vom Mond aus auf lange interplanetare Reisen geschickt werden.

Zu Beginn dieses Jahrhunderts kündigte China seine Bereitschaft an, den Mond zu erforschen und dort mehrere bewohnte Mondbasen zu errichten. Nach dieser Erklärung starteten Weltraumorganisationen führender Länder, insbesondere der USA (NASA) und der ESA (Europäische Weltraumorganisation), erneut ihre Weltraumprogramme.

Was wird dabei herauskommen?

Wir werden es 2020 sehen. In diesem Jahr plante George Bush, Menschen auf dem Mond landen zu lassen. Dieses Datum liegt zehn Jahre vor China, da in seinem Raumfahrtprogramm angegeben wurde, dass die Schaffung bewohnbarer Mondbasen und die Landung von Menschen darauf erst im Jahr 2030 erfolgen wird.

Der Mond ist der am besten erforschte Himmelskörper, aber für den Menschen birgt er immer noch viele Geheimnisse: Vielleicht ist er die Basis außerirdischer Zivilisationen, vielleicht wäre das Leben auf der Erde völlig anders, wenn es keinen Mond gäbe, vielleicht werden sich in Zukunft Menschen auf ihm niederlassen Mond ...

Schlussfolgerungen:

Wir haben also herausgefunden, dass der Mond ein natürlicher Satellit der Erde ist, sich um unseren Planeten dreht und sich zusammen mit der Erde in einer Umlaufbahn um die Sonne bewegt;

– die Frage nach dem Ursprung des Mondes bleibt weiterhin umstritten;

– Veränderungen in der Form des Mondes werden Phasen genannt. Sie existieren nur für uns

Eine meiner Annahmen erwies sich als richtig: Der Mond wird tatsächlich von etwas gehalten, und das ist die Gravitationskraft und die Zentrifugalkraft der Erde.

Und meine andere Annahme, dass der Mond fallen wird, wenn er sich der Erde nähert, ist nicht ganz richtig. Der Mond wird auf die Erde fallen, wenn der Mond aufhört zu rotieren und bewegungslos ist, dann wird die Zentrifugalkraft nicht wirken.

Durch das Studium von Enzyklopädien und dem Internet habe ich viel Neues und Interessantes gelernt. Ich werde diese Entdeckungen auf jeden Fall mit meinen Klassenkameraden in der Welt um uns herum teilen.

Es ist uns gelungen, einige der Geheimnisse des Mondes zu lösen, aber das hat ihn nicht weniger interessant und attraktiv gemacht!

Verweise:

1. „Weltraum. Supernova-Atlas des Universums“, M., „Eksmo“, 2006.

2. Neue Schulenzyklopädie „Heavenly Bodies“, M., „Rosmen“, 2005

3. Kinderenzyklopädie „Pochemuchka“, M., „Rosmen“, 2005.

4. „Was ist das? Wer ist das?" Kinderlexikon, M., „Pädagogik –

Presse“1995

5. Internet – Nachschlagewerke, Bilder zum Thema Weltraum.

Vollendet: Schüler der 3B-Klasse

Khaliullin Ildar

Aufsicht: Sakaeva G.Ch.

Städtische Bildungseinrichtung Sekundarschule Nr. 79, Ufa

Alles auf dieser Welt wird von allem angezogen. Und dafür müssen Sie keine besonderen Eigenschaften haben (elektrische Ladung, an der Rotation teilnehmen, mindestens eine Größe haben). Es genügt, einfach zu existieren, so wie ein Mensch, die Erde oder ein Atom existiert. Die Schwerkraft oder, wie Physiker oft sagen, die Schwerkraft ist die universellste Wechselwirkung. Und doch: Alles wird von allem angezogen. Aber wie genau? Nach welchen Gesetzen? Überraschenderweise ist dieses Gesetz dasselbe und darüber hinaus für alle Körper im Universum – sowohl für Sterne als auch für Elektronen.

1. Keplers Gesetze

Newton argumentierte, dass zwischen der Erde und allen materiellen Körpern eine Schwerkraft herrscht, die umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist.

Der dänische Astronom Tycho Brahe verbrachte im 14. Jahrhundert fast 20 Jahre damit, die Bewegungen der Planeten zu beobachten und ihre Positionen aufzuzeichnen, und konnte ihre Koordinaten zu verschiedenen Zeitpunkten mit der damals größtmöglichen Genauigkeit bestimmen. Sein Assistent, der Mathematiker und Astronom Johannes Kepler, analysierte die Notizen des Lehrers und formulierte drei Gesetze der Planetenbewegung:

Keplers erstes Gesetz

Jeder Planet im Sonnensystem dreht sich in einer Ellipse, wobei die Sonne einen der Brennpunkte bildet. Die Form der Ellipse und der Grad ihrer Ähnlichkeit mit einem Kreis werden dann durch das Verhältnis e=c/d charakterisiert, wobei c der Abstand vom Mittelpunkt der Ellipse zu ihrem Brennpunkt (halbe Brennweite) ist; a - große Halbachse. Die Größe e wird als Exzentrizität der Ellipse bezeichnet. Bei c = 0 und e = 0 geht die Ellipse in einen Kreis mit Radius a über.

Keplers Zweites Gesetz (Flächengesetz)

Jeder Planet bewegt sich in einer Ebene, die durch das Zentrum der Sonne verläuft, und die Fläche des Orbitalsektors, beschrieben durch den Radiusvektor der Planeten, ändert sich proportional zur Zeit.

In Bezug auf unser Sonnensystem sind mit diesem Gesetz zwei Konzepte verbunden: Perihel – der Punkt der Umlaufbahn, der der Sonne am nächsten liegt, und Aphel – der am weitesten entfernte Punkt der Umlaufbahn. Dann kann argumentiert werden, dass sich der Planet ungleichmäßig um die Sonne bewegt: Er hat im Perihel eine größere lineare Geschwindigkeit als im Aphel.

Jedes Jahr Anfang Januar bewegt sich die Erde beim Perihel schneller; Daher erfolgt auch die scheinbare Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik nach Osten schneller als im Jahresdurchschnitt. Anfang Juli bewegt sich die Erde beim Passieren des Aphels langsamer und daher verlangsamt sich die Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik. Das Flächengesetz besagt, dass die Kraft, die die Umlaufbahn der Planeten bestimmt, auf die Sonne gerichtet ist.

Keplers Drittes Gesetz (Harmonisches Gesetz)

Keplers drittes oder harmonisches Gesetz setzt die durchschnittliche Entfernung eines Planeten von der Sonne (a) mit seiner Umlaufzeit (t) in Beziehung:

wobei die Indizes 1 und 2 zwei beliebigen Planeten entsprechen.

Newton übernahm Keplers Stab. Glücklicherweise sind aus dem England des 17. Jahrhunderts noch viele Archive und Briefe erhalten. Folgen wir Newtons Argumentation.

Es muss gesagt werden, dass sich die Umlaufbahnen der meisten Planeten kaum von kreisförmigen unterscheiden. Daher gehen wir davon aus, dass sich der Planet nicht entlang einer Ellipse, sondern entlang eines Kreises mit Radius R bewegt – dies ändert nichts am Kern der Schlussfolgerung, vereinfacht aber die Mathematik erheblich. Dann kann das dritte Keplersche Gesetz (es bleibt in Kraft, da ein Kreis ein Sonderfall einer Ellipse ist) wie folgt formuliert werden: Das Quadrat der Zeit einer Umlaufbahn (T2) ist proportional zur dritten Potenz der durchschnittlichen Entfernung ( R3) vom Planeten zur Sonne:

T2=CR3 (experimentelle Tatsache).

Dabei ist C ein bestimmter Koeffizient (die Konstante ist für alle Planeten gleich).

Da die Zeit einer Umdrehung T durch die durchschnittliche Geschwindigkeit der Umlaufbahn des Planeten v ausgedrückt werden kann: T=2(R/v), hat das dritte Keplersche Gesetz die folgende Form:

Oder nach der Reduktion 4(2 /v2=CR.

Berücksichtigen wir nun, dass nach dem zweiten Keplerschen Gesetz die Bewegung des Planeten entlang einer Kreisbahn gleichmäßig, also mit konstanter Geschwindigkeit, erfolgt. Aus der Kinematik wissen wir, dass die Beschleunigung eines Körpers, der sich mit konstanter Geschwindigkeit im Kreis bewegt, rein zentripetal ist und gleich v2/R ist. Und dann wird die auf den Planeten wirkende Kraft gemäß dem zweiten Newtonschen Gesetz gleich sein

Lassen Sie uns das Verhältnis v2/R aus dem Keplerschen Gesetz v2/R=4(2 /CR2 ausdrücken und es in Newtons zweites Gesetz einsetzen:

F= m v2/R=m4(2/СR2 = k(m/R2), wobei k=4(2/С ein konstanter Wert für alle Planeten ist.

Für jeden Planeten ist die auf ihn wirkende Kraft also direkt proportional zu seiner Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat seiner Entfernung von der Sonne:

Die Sonne ist die Quelle der auf den Planeten wirkenden Kraft, folgt aus dem ersten Keplerschen Gesetz.

Aber wenn die Sonne einen Planeten mit einer Kraft F anzieht, dann muss der Planet (gemäß dem dritten Newtonschen Gesetz) die Sonne mit der gleichen Kraft F anziehen. Darüber hinaus unterscheidet sich diese Kraft ihrer Natur nach nicht von der Kraft aus der Sonne: Sie ist ebenfalls gravitativ und sollte, wie wir gezeigt haben, auch proportional zur Masse (diesmal der Sonne) und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung sein: F=k1(M/R2), hier der Koeffizient k1 ist für jeden Planeten unterschiedlich (vielleicht hängt es sogar von seiner Masse ab!).

Wenn wir beide Gravitationskräfte gleichsetzen, erhalten wir: km=k1M. Dies ist möglich, vorausgesetzt, dass k=(M und k1=(m, d. h. mit F=((mM/R2), wobei ( eine Konstante ist – die für alle Planeten gleich ist.

Daher kann die universelle Gravitationskonstante (mit den von uns gewählten Größeneinheiten) keine beliebige sein, sondern nur die, die die Natur gewählt hat. Messungen ergeben einen ungefähren Wert (= 6,7 x 10-11 N. m2 / kg2.

2. Das Gesetz der universellen Gravitation

Newton gelangte zu einem bemerkenswerten Gesetz, das die Gravitationswechselwirkung jedes Planeten mit der Sonne beschreibt:

Die Konsequenzen dieses Gesetzes waren alle drei Keplerschen Gesetze. Es war eine kolossale Leistung, (ein!) Gesetz zu finden, das die Bewegung aller Planeten im Sonnensystem regelt. Wenn Newton sich nur darauf beschränkt hätte, würden wir uns noch an ihn erinnern, als wir in der Schule Physik studierten, und ihn als einen herausragenden Wissenschaftler bezeichnen.

Newton war ein Genie: Er schlug vor, dass das gleiche Gesetz die Gravitationswechselwirkung jedes Körpers regelt, es beschreibt das Verhalten des Mondes, der sich um die Erde dreht, und eines Apfels, der auf die Erde fällt. Es war ein erstaunlicher Gedanke. Schließlich herrschte die allgemeine Meinung vor, dass sich Himmelskörper nach ihren eigenen (himmlischen) Gesetzen bewegen und irdische Körper nach ihren eigenen, „weltlichen“ Regeln. Newton ging von der Einheit der Naturgesetze für das gesamte Universum aus. Im Jahr 1685 formulierte I. Newton das Gesetz der universellen Gravitation:

Zwei beliebige Körper (oder vielmehr zwei materielle Punkte) werden mit einer Kraft zueinander angezogen, die direkt proportional zu ihren Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist.

Das Gesetz der universellen Gravitation ist eines der besten Beispiele dafür, wozu der Mensch fähig ist.

Die Gravitationskraft ist im Gegensatz zu Reibungs- und elastischen Kräften keine Kontaktkraft. Diese Kraft erfordert, dass zwei Körper einander berühren, damit sie gravitativ interagieren können. Jeder der interagierenden Körper erzeugt im gesamten Raum um ihn herum ein Gravitationsfeld – eine Form von Materie, durch die die Körper gravitativ miteinander interagieren. Das von einem Körper erzeugte Feld äußert sich darin, dass es auf jeden anderen Körper mit einer Kraft einwirkt, die durch das universelle Gesetz der Schwerkraft bestimmt ist.

3. Bewegung der Erde und des Mondes im Weltraum.

Der Mond, ein natürlicher Satellit der Erde, wird bei seiner Bewegung im Weltraum hauptsächlich von zwei Körpern beeinflusst – der Erde und der Sonne. Berechnen wir die Kraft, mit der die Sonne den Mond anzieht. Unter Anwendung des Gesetzes der universellen Gravitation stellen wir fest, dass die Anziehungskraft der Sonne doppelt so stark ist wie die der Erde.

Warum fällt der Mond nicht auf die Sonne? Tatsache ist, dass sowohl der Mond als auch die Erde um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen. Der gemeinsame Schwerpunkt von Erde und Mond dreht sich um die Sonne. Wo liegt der Massenschwerpunkt des Erde-Mond-Systems? Die Entfernung von der Erde zum Mond beträgt 384.000 km. Das Verhältnis der Masse des Mondes zur Masse der Erde beträgt 1:81. Die Abstände vom Massenschwerpunkt zu den Mittelpunkten von Mond und Erde sind umgekehrt proportional zu diesen Zahlen. Wenn man 384.000 km durch 81 teilt, erhält man ungefähr 4.700 km. Das bedeutet, dass der Schwerpunkt in einer Entfernung von 4700 km vom Erdmittelpunkt liegt.

*Wie groß ist der Radius der Erde?

* Ungefähr 6400 km.

* Folglich liegt der Massenschwerpunkt des Erde-Mond-Systems im Inneren des Globus. Wenn wir also nicht nach Genauigkeit streben, können wir über die Drehung des Mondes um die Erde sprechen.

Die Bewegungen der Erde und des Mondes im Weltraum sowie Änderungen ihrer relativen Position zur Sonne sind im Diagramm dargestellt.

Bei einer doppelten Vorherrschaft der Sonnengravitation gegenüber der der Erde sollte die Kurve der Mondbewegung in Bezug auf die Sonne an allen ihren Punkten konkav sein. Der Einfluss der nahegelegenen Erde, deren Masse die des Mondes deutlich übersteigt, führt dazu, dass sich die Krümmung der heliozentrischen Mondbahn periodisch ändert.

Der Mond dreht sich um die Erde, gehalten von der Schwerkraft. Mit welcher Kraft zieht die Erde den Mond an?

Dies kann durch die Formel bestimmt werden, die das Gesetz der Schwerkraft ausdrückt: F=G*(Mm/r2), wobei G die Gravitationskonstante, Mm die Massen der Erde und des Mondes und r der Abstand zwischen ihnen ist. Nach Berechnungen kamen wir zu dem Schluss, dass die Erde den Mond mit einer Kraft von etwa 2-1020 N anzieht.

Die gesamte Wirkung der Anziehungskraft des Mondes durch die Erde drückt sich nur darin aus, den Mond in seiner Umlaufbahn zu halten und ihm eine Zentripetalbeschleunigung zu verleihen. Da Newton die Entfernung von der Erde zum Mond und die Anzahl der Umdrehungen des Mondes um die Erde kannte, bestimmte er die Zentripetalbeschleunigung des Mondes, was zu einer uns bereits bekannten Zahl führte: 0,0027 m/s2. Die gute Übereinstimmung zwischen dem berechneten Wert der Zentripetalbeschleunigung des Mondes und seinem tatsächlichen Wert bestätigt die Annahme, dass die Kraft, die den Mond in der Umlaufbahn hält, und die Schwerkraft von gleicher Natur sind. Der Mond könnte durch ein Stahlseil mit einem Durchmesser von etwa 600 km in der Umlaufbahn gehalten werden. Doch trotz dieser enormen Gravitationskraft fällt der Mond nicht auf die Erde.

Der Mond ist in einem Abstand von etwa 60 Erdradien von der Erde entfernt. Daher argumentierte Newton. Der Mond, der mit dieser Beschleunigung fällt, sollte sich der Erde in der ersten Sekunde um 0,0013 m nähern. Darüber hinaus bewegt sich der Mond aufgrund seiner Trägheit in Richtung der Momentangeschwindigkeit, d. h. entlang einer geraden Linie, die an einem bestimmten Punkt seine Umlaufbahn tangiert um die Welt

Durch seine Trägheit sollte sich der Mond, wie Berechnungen zeigen, in einer Sekunde um 1,3 mm von der Erde entfernen. Natürlich gibt es eine solche Bewegung, bei der sich der Mond in der ersten Sekunde radial zum Erdmittelpunkt bewegt und in der zweiten Sekunde – entlang einer Tangente, tatsächlich nicht. Beide Bewegungen werden kontinuierlich addiert. Dadurch bewegt sich der Mond entlang einer gekrümmten Linie, nahezu einem Kreis.

Der Mond dreht sich um die Erde und bewegt sich im Orbit mit einer Geschwindigkeit von 1 km/s, also langsam genug, um seine Umlaufbahn nicht zu verlassen und in den Weltraum zu „fliegen“, aber auch schnell genug, um nicht auf die Erde zu fallen. Wir können sagen, dass der Mond nur dann auf die Erde fallen wird, wenn er sich nicht in der Umlaufbahn bewegt, das heißt, wenn äußere Kräfte (eine Art kosmische Hand) den Mond in seiner Umlaufbewegung stoppen, dann wird er auf natürliche Weise auf die Erde fallen. Dabei wird jedoch so viel Energie freigesetzt, dass man nicht davon sprechen kann, dass der Mond als fester Körper auf die Erde fällt. Aus all dem können wir eine Schlussfolgerung ziehen.

Der Mond fällt, aber er kann nicht fallen. Und deshalb. Die Bewegung des Mondes um die Erde ist das Ergebnis eines Kompromisses zwischen den beiden „Wünschen“ des Mondes: sich durch Trägheit zu bewegen – in einer geraden Linie (aufgrund der Anwesenheit von Geschwindigkeit und Masse) und „nach unten“ zu fallen der Erde (auch aufgrund der Anwesenheit von Masse). Wir können Folgendes sagen: Das universelle Gesetz der Schwerkraft fordert den Mond auf, auf die Erde zu fallen, aber das Trägheitsgesetz von Galileo „überredet“ ihn, der Erde überhaupt keine Aufmerksamkeit zu schenken. Das Ergebnis ist etwas dazwischen – orbitale Bewegung: konstant, ohne Ende, fallend.