Um antigo grego, supostamente Plutarco, disse: assim que a Lua desacelerar, ela cairá imediatamente na Terra, como uma pedra atirada de uma funda. Isto foi dito quando as estrelas, e não os meteoritos, estavam caindo.

Outros cinquenta anos depois, Newton acrescentou seus dois centavos: dizem, queridos, se a Lua se movesse apenas por inércia, ela se moveria em linha reta, tendo desaparecido há muito tempo no abismo do Universo; A Terra e a Lua são mantidas próximas uma da outra pela força da gravidade mútua, forçando esta última a se mover em círculo. Além disso, disse ele, a gravidade, sendo, muito provavelmente, a causa raiz de qualquer movimento no Universo, é capaz até de acelerar o curso ligeiramente mais lento da Lua em certas seções da órbita elíptica (Kepler)... Cinquenta anos depois , Cavendish, com a ajuda de blanks de chumbo e balanças de torção, supostamente provou a existência de forças gravitacionais mútuas entre corpos celestes.

Isso é tudo. Portanto, é a inércia e a gravidade, obrigando a Lua a se mover em órbita fechada, os motivos que impedem a Lua de cair na Terra. Acontece que se a massa gravitacional da Terra aumentar repentinamente, a Lua só se afastará dela em sua órbita mais alta devido a um aumento na velocidade e a um efeito centrífugo proporcionalmente crescente. Mas…

Os satélites dos planetas não podem ter órbitas fechadas - circulares ou elípticas. Agora veremos a “queda” conjunta da Terra e da Lua no Sol e veremos isso.

Assim, a Terra e a Lua têm “caído” juntas no espaço gravitacional do Sol há cerca de 4 mil milhões de anos. Ao mesmo tempo, a velocidade da Terra em relação ao Sol é de aproximadamente 30 km/s, e a da Lua – 31. Em 30 dias, a Terra percorre sua trajetória 77,8 milhões de km (30 x 3600 x 24 x 30), e a Lua – 80,3. 80,3 – 77,8 = 2,5 milhões de km. O raio da órbita da Lua é de aproximadamente 400.000 km. Portanto, a circunferência da órbita da Lua é 400.000 x 2 x 3,14 = 2,5 milhões de km. Só que no nosso raciocínio, 2,5 milhões de km já é a “curvatura” da trajetória quase reta da Lua.

Uma exibição em grande escala das trajetórias da Terra e da Lua também pode ser assim: se houver 1 milhão de km em uma célula, então o caminho percorrido pela Terra e pela Lua em um mês não caberá em toda a propagação de um caderno em uma célula, enquanto a distância máxima entre a trajetória da Lua e a trajetória da Terra nas fases de lua cheia e lua nova será igual a apenas 2 milímetros.

No entanto, você pode pegar um segmento de comprimento arbitrário, indicando a trajetória da Terra, e desenhar o movimento da Lua ao longo de um mês. O movimento da Terra e da Lua ocorre da direita para a esquerda, ou seja, no sentido anti-horário. Se tivermos o Sol em algum lugar na parte inferior da imagem, no lado direito da imagem marcaremos a Lua na fase de lua cheia com um ponto. Deixe a Terra neste momento estar exatamente abaixo deste ponto. Daqui a 15 dias a Lua estará na fase de lua nova, ou seja, bem no meio do nosso segmento e logo abaixo da Terra na figura. No lado esquerdo da figura denotamos novamente com pontos as posições da Lua e da Terra na fase de lua cheia.

Ao longo de um mês, a Lua cruza duas vezes a trajetória da Terra nos chamados nós. O primeiro nó estará a aproximadamente 7,5 dias da fase de lua cheia. Da Terra, neste momento, apenas metade do disco lunar é visível. Esta fase é chamada de primeiro quarto minguante, pois a essa altura a Lua completou um quarto de sua trajetória mensal. A segunda vez que a Lua cruza a trajetória da Terra é no último quarto minguante, ou seja, a aproximadamente 7,5 dias da fase de lua nova. Você desenhou?

Aqui está o que é interessante: a Lua no nodo do primeiro quarto está 400.000 km à frente da Terra, e no nodo do último quarto já está 400.000 km atrás dela. Acontece que a Lua “ao longo da crista superior da onda” se move com aceleração e “ao longo da crista inferior” - com desaceleração; o caminho da Lua do último quarto de nó ao primeiro quarto de nó é 800.000 km mais longo.

É claro que a Lua em seu movimento ao longo do “arco superior” não acelera espontaneamente, é a Terra com sua massa gravitacional que a captura e, por assim dizer, a joga sobre si mesma. É essa propriedade dos planetas em movimento - capturá-los e acelerá-los, arrastando-os - que é usada para acelerar as sondas espaciais durante a chamada manobra gravitacional. Se a sonda cruzar a trajetória do planeta à sua frente, então teremos uma manobra gravitacional com a sonda desacelerando. É simples.

O clímax da lua cheia se repete após 29 dias, 12 horas e 44 minutos. Este é o período sinódico da revolução da Lua. Teoricamente, a Lua deveria completar sua jornada orbital em 27 dias, 7 horas e 43 minutos. Este é o período sideral de revolução, que, na verdade, simplesmente não existe, assim como não existe uma órbita fechada com uma determinada circunferência. A discrepância de dois dias nos livros didáticos é explicada pelo movimento da Terra e da Lua por mês em relação ao Sol redondo...

Assim, Newton explicou a “não queda” da Lua na Terra por suas acelerações temporárias ao se mover ao longo de uma órbita elíptica. Nós, eu acho, explicamos isso de forma ainda mais simples. E o mais importante - mais correto e prático.

Lembro-me que Kepler e Galileu riram juntos da “obsessão pela redondeza” das órbitas dos seus contemporâneos avançados: dizem, vamos rir, meu Kepler, da grande estupidez da humanidade... Porém, só ri quem ri por último. bem. É verdade que, de alguma forma, não é costume rir da estupidez que acaba nos livros didáticos. E não vamos.

Agora é a hora de responder à difícil pergunta “Por que a Lua está sempre voltada para a Terra com um lado?” A resposta é simples: porque a trajetória da Lua não é uma onda, mas uma espiral com eixo localizado na Terra.

Se um avião simplesmente voa e o outro faz um “barril” ao redor dele, então do primeiro avião apenas a “barriga” do segundo fica sempre visível. Nesse caso, o segundo plano fica alternadamente exposto aos raios solares em todos os seus lados, se o sol estiver em algum lugar ao lado deles. Assim, a mudança do horário claro e escuro do dia ocorre na Terra devido à sua rotação diária, e na Lua o dia e a noite se alternam devido ao seu movimento ao longo de uma trajetória espiral.

Avaliações

Desculpe, mas Sir Isaac Newton (eng. Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 25 de dezembro de 1642 - 20 de março de 1727 de acordo com o calendário juliano, que vigorou na Inglaterra até 1752; ou 4 de janeiro de 1643 - 31 de março de 1727 de acordo para o calendário gregoriano)

Galileo Galilei (italiano: Galileo Galilei; 15 de fevereiro de 1564, Pisa - 8 de janeiro de 1642, Arcetri) - físico italiano, mecânico.

Henry Cavendish é um físico e químico britânico, membro da Royal Society de Londres. Nascido: 10 de outubro de 1731, Nice, França. Morreu: 24 de fevereiro de 1810, Londres.

Em outras palavras, Isaac Newton nasceu no ano em que Galileu Galilei morreu e morreu em 31 de março de 1727! 4 anos depois nasceu Henry Cavendish.

Mas como todos esses fatos se encaixam em suas palavras:

Dezessete séculos depois, Galileu, munido não apenas da arte das generalizações razoáveis, mas também de um telescópio, continuou: A Lua, dizem, não desacelera porque se move por inércia, e obviamente nada impede esse movimento. Disse isso de repente e sem rodeios.

Outros duzentos anos depois, Newton acrescentou seus dois centavos: dizem, queridos, se a Lua se movesse apenas por inércia, ela se moveria em linha reta, tendo desaparecido há muito tempo no abismo do Universo; A Terra e a Lua são mantidas próximas uma da outra pela força da gravidade mútua, forçando esta última a se mover em círculo. Além disso, disse ele, a gravidade, sendo provavelmente a causa raiz de qualquer movimento no Universo, é capaz até de acelerar o curso ligeiramente mais lento da Lua em certas seções da órbita elíptica (Kepler)... Cem anos depois, Cavendish, usando espaços em branco de chumbo e balanças de torção, supostamente provou a existência de força de gravitação mútua entre corpos celestes.

E obrigado pelo seu desejo sincero, espero, de fazer alterações na versão de “Por que a Lua não cai na Terra”. Quanto a mim, como seguidor de Sir Isaac Newton e não de Galileu na resolução desta questão, não posso deixar de notar que a versão de Newton está a priori mais próxima de mim.

Mais próximo apenas porque Newton, ao contrário do teimoso Galileu, coordenou seus julgamentos sobre esta questão com o aluno de Leucipo de Mileto, Demócrito e outros gregos antigos, que fundamentaram o chamado. modelo planetário da estrutura do átomo. Um modelo do átomo como a menor e indivisível partícula da matéria, preservando todas as suas propriedades e consistindo, a exemplo do nosso sistema solar, de uma estrela chamada Sol e das menores partículas que giram em torno do nosso Sol em suas órbitas, e que chamamos de planetas.

Por outras palavras, seguindo Newton, estou profundamente convencido de que todos os planetas não caem sobre as suas estrelas apenas porque eles, assim como todas as outras partículas materiais, estão sujeitos à Lei que os Antigos Gregos já conheciam!

A lei que Isaac Newton formulou de forma concisa, inclusive com a ajuda de fórmulas matemáticas. Lembre-se, as leis da física estão escritas na linguagem da matemática, que é chamada de Lei da Gravidade!

Você sabia que “Durante o tempo em que uma maçã cai, a Terra salta em sua direção metade do diâmetro do núcleo atômico” (Wikipedia)? E para que a Terra possa saltar até a altura média da macieira, o toco fica claro, o peso da maçã deve ser exatamente igual ao peso da Terra. Esta é a lei matemática da queda das maçãs, descoberta por Newton. No entanto, apenas um átomo móvel é fonte e receptor de indução gravimagnética, e não um corpo ou massa; a reação dos átomos em movimento do corpo a esta indução cria a aparência de uma força. “Os corpos gravitam de acordo com a probabilidade dependente dos impulsos translacionais de suas partículas oscilantes” - esta é uma lei física da gravidade, não matemática. No entanto, não é tão difícil calcular isso.

Quanto ao movimento da tendência Terra-Lua em torno do Sol, gosto do seu desejo de compreender tudo escrupulosamente, digamos uma vez e por muitos anos, pelo menos, por exemplo, e não como está estabelecido em nossos livros didáticos. Para o que, no mínimo, é necessário decidir finalmente sobre a questão “As razões das mudanças das estações”. Ou seja, saber com certeza o que é a eclíptica? Tentei discutir esse assunto com Nikolai Kladov, mas ele se recusou a discutir esse assunto e disse, leia o ABC BOOK, está tudo escrito lá corretamente! E é isso que diz aí!!

1. A eclíptica é um grande círculo da esfera celeste ao longo do qual ocorre o movimento anual visível do Sol em relação às estrelas. Conseqüentemente, o plano da eclíptica é o plano de rotação da Terra em torno do Sol. Wikipédia

2. A razão para a mudança das estações é a inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica e a rotação da Terra em torno do Sol. Devido ao formato elíptico da órbita da Terra, as estações têm durações diferentes. Assim, no Hemisfério Norte, o outono dura aproximadamente 89,8 dias, o inverno - 89, a primavera - 92,8, o verão - 93,6.

3. É tudo uma questão de ângulo de inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica, que é 23,5°. Na verdade, ele é o responsável pela mudança das estações em nosso planeta.

Então, vamos tentar resolver toda essa confusão óbvia! Então, eu digo ao Nikolai, não dá certo!! Você, Victor, pelo que entendi, está do meu lado neste assunto. Ou seja, acho que precisamos saber exatamente qual é o ângulo da eclíptica. Pelo menos o seu tamanho e não cutucar o nariz na hora de resolver questões importantes, por exemplo!

Então este é o ângulo da eclíptica, como eu naturalmente o entendo, e peço que me apoiem ou me refutem, este é o ângulo máximo de desvio dos planos orbitais de todos os planetas, não importa quantos sejam, um do outro quando eles giram em torno do Sol! Bem, como você disse: pegue uma mesa grossa. No centro desta espessa mesa está o Sol, em torno do qual os planetas se movem naturalmente em órbitas elípticas com os seus satélites e todos os outros corpos cósmicos que orbitam o Sol. Então aí está! O ângulo da eclíptica, como acontece naturalmente, é algum ângulo máximo de desvio dos planos orbitais de todos os planetas uns dos outros! E então acontece que esse ângulo da eclíptica em relação à mudança das estações, em princípio, não pode nem ter nada a ver com a mudança das estações, inclusive na Terra!

Como a mudança das estações na Terra depende unicamente do ângulo de inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano formado pela elíptica, sem dúvida, a órbita da Terra-Lua tende em torno do Sol! E este ângulo tem um valor estritamente definido, e não é igual a 23°44", mas precisamente 66°16"! E este ângulo, devido ao momento giroscópico da revolução da Terra em torno do seu eixo, tem um valor constante durante todo o período da revolução da Terra em torno do Sol. Sinceramente,

Vencedor! É por isso que estou discutindo com você para esclarecer o que é verdadeiro e o que é falso na Wikipédia! Além disso, não estou dizendo que todas as leis do movimento, nomeadamente a 3ª Lei do Movimento de Newton, que afirma muito corretamente que as forças com as quais os corpos interagem são iguais em magnitude e opostas em direção e que a linha de ação das forças reside em uma linha reta conectando os centros de todas as massas desses corpos.

Eles levam exatamente ao que você descreveu de forma tão colorida e emocional!! Então, naturalmente, no processo de compreensão e compreensão do que realmente está acontecendo, é necessário fazer acréscimos e esclarecimentos a essas leis para que haja total clareza do que está acontecendo, do que realmente está acontecendo. Refiro-me à inércia dos corpos, das substâncias, que depende da massa dos corpos, das substâncias e que não permite que a Terra caia sobre uma maçã, ao mesmo tempo que obriga esta mesma maçã a cair sobre a Terra em plena conformidade com a Lei do Universal Gravitação.

Ou seja, a força gravitacional da Terra e da maçã é a mesma! Mas, devido à inércia dos corpos das substâncias, acontece o que acontece e o que observamos. Então não há necessidade de negar tudo de imediato!! E o que em troca?! Pois, de fato, não é tão difícil matematizar qualquer suposta Lei. E o que em troca?! Sinceramente,

Não é a razão da mudança das estações que precisa ser explicada, mas o próprio fato da existência dos solstícios. Então o motivo da mudança das estações será explicado corretamente. E a porra da Wikipedia não consegue nem dar a definição correta da eclíptica. A eclíptica é simplesmente o plano no qual estão localizadas as órbitas de todos os planetas do sistema solar e do sol. Agora este plano está no plano da mesa de carvalho de Crathet of Mall, e o eixo de rotação do Sol está inclinado em relação a este plano em um ângulo de 2,2. E assim que este plano se desvia desta tabela em 7,2 graus, elevando a borda direita, aparece imediatamente uma explicação dos dias dos solstícios, e uma explicação do ângulo de inclinação do próprio Sol, e o ângulo médio de libração dos planetas, e a ausência de dias de equinócios nos dias dos equinócios. Tudo é mais simples do que nabos cozidos no vapor. E este tópico não é nada interessante para mim.

Realmente! Culpe a maldita Wikipédia! E tudo porque, como eu, claro, entendo, nós, ao contrário dos gregos antigos, por exemplo, não sabemos como estabelecer entre nós relações de amizade que possam nos revelar a verdade dos fenômenos e eventos que estamos considerando, em pelo menos como tudo isto já aconteceu antes na Grécia, por exemplo.

Afinal, o que acontece? Existem opiniões de pesquisadores: Viktor Babintsev, Mikhail Bliznetsov, Nikolai Kladov, Vladimir Danilov, Pavel Karavdin, Alexey Stepanov, outros pesquisadores, por exemplo, que participam na resolução de problemas:

“O motivo da mudança das estações.”

“Então a Terra por dentro está vazia, ou seja, oca”?!

Qual é o resultado? Mas o resultado final não é uma solução acordada para os problemas, mesmo entre dois investigadores quaisquer. E então, de fato, acontece que há apenas uma reação aos problemas, e então, naturalmente, não há solução para os problemas! Proponho, portanto, conduzir um diálogo como faziam os gregos antigos, por exemplo, ou seja, comportar-se não como relativistas, que, como sabemos, falam sempre a verdade última, mas como dialéticos! Ou seja, coordene qualquer um de seus julgamentos com seus camaradas, e somente depois de tal julgamento acordado você poderá discutir algo mais! Aconteça o que acontecer, tantos pesquisadores, tantos julgamentos e explicações!!

Portanto, proponho que comecemos os nossos acordos desenvolvendo uma opinião comum sobre a questão: o que, desculpe-me, é a eclíptica? Agora Victor e eu já estabelecemos, no mínimo, que existe um eixo de rotação, e não só para a Terra, mas também para todos os planetas, e também, o que é muito importante, inclusive o Sol! Ou seja, até mesmo de acordo com os julgamentos mais gerais sobre a formação do sistema Solar, a princípio havia uma espécie de enorme bola quente de matéria girando em torno de seu eixo, a partir da qual todo o nosso sistema Solar foi posteriormente formado.

Formou-se um sistema solar, que inclui o Sol girando em torno de seu eixo, bem como todos os planetas girando em torno de seus próprios eixos, juntamente com seus satélites, que também podem girar em torno de seus planetas, ou como a Lua, estar sempre voltados para a Terra com um lado.

Resumir! Ou seja, vamos esclarecer quais dos nossos colegas concordam com estes julgamentos:

A Terra, como todos os outros planetas, gira em torno de seu eixo e ao mesmo tempo gira em torno do Sol em uma órbita, cujo plano passa pelo centro do Sol e faz um ângulo com o eixo de rotação do Sol, que chamaremos de ângulo da eclíptica da Terra!

Além disso, creio que agora os astrónomos sabem o valor exacto não só do ângulo da eclíptica da Terra, mas também o valor exacto do ângulo da eclíptica de todos os outros planetas do Sistema Solar! No entanto, por algum motivo, esta informação não está disponível para nós, quero dizer, para o público em geral. Como resultado, digamos com cuidado, não sabemos se o ângulo da eclíptica da Terra, por exemplo, quando a Terra orbita o Sol, permanece constante, ou se muda de valor ao longo do ano.

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Lei da gravidade

O mérito de Newton reside não apenas em sua brilhante suposição sobre a atração mútua dos corpos, mas também no fato de ter conseguido encontrar a lei de sua interação, ou seja, uma fórmula para calcular a força gravitacional entre dois corpos.

A lei da gravitação universal afirma: quaisquer dois corpos se atraem com uma força diretamente proporcional à massa de cada um deles e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles

Newton calculou a aceleração transmitida à Lua pela Terra. A aceleração dos corpos em queda livre na superfície da Terra é de 9,8 m/s 2 . A Lua está distante da Terra a uma distância igual a aproximadamente 60 raios terrestres. Conseqüentemente, argumentou Newton, a aceleração nesta distância será: . A Lua, caindo com tal aceleração, deveria se aproximar da Terra no primeiro segundo em 0,27/2 = 0,13 cm

Mas a Lua, além disso, se move por inércia na direção da velocidade instantânea, ou seja, ao longo de uma linha reta tangente em um determinado ponto à sua órbita ao redor da Terra (Fig. 1). Movendo-se por inércia, a Lua deveria se afastar da Terra, como mostram os cálculos, 1,3 mm em um segundo. É claro que não observamos tal movimento em que no primeiro segundo a Lua se moveria radialmente em direção ao centro da Terra, e no segundo segundo - ao longo de uma tangente. Ambos os movimentos se somam continuamente. A lua se move ao longo de uma linha curva próxima a um círculo.

Consideremos um experimento a partir do qual podemos ver como a força de atração agindo sobre um corpo em ângulo reto com a direção do movimento por inércia transforma o movimento retilíneo em movimento curvilíneo (Fig. 2). A bola, tendo rolado pela rampa inclinada, continua a se mover em linha reta por inércia. Se você colocar um ímã de lado, sob a influência da força de atração do ímã, a trajetória da bola será dobrada.

Não importa o quanto você tente, você não pode jogar uma bola de cortiça de modo que ela descreva círculos no ar, mas amarrando um fio nela, você pode fazer a bola girar em círculo ao redor de sua mão. Experiência (Fig. 3): um peso suspenso por um fio que passa por um tubo de vidro puxa o fio. A força de tensão do fio provoca aceleração centrípeta, que caracteriza a mudança de direção da velocidade linear.

A Lua gira em torno da Terra, sustentada pela força da gravidade. O cabo de aço que substituiria essa força deveria ter diâmetro de cerca de 600 km. Mas, apesar de uma força gravitacional tão grande, a Lua não cai na Terra, porque tem uma velocidade inicial e, além disso, se move por inércia.

Conhecendo a distância da Terra à Lua e o número de revoluções da Lua ao redor da Terra, Newton determinou a magnitude da aceleração centrípeta da Lua.

O resultado foi o mesmo número – 0,0027 m/s 2

Pare a força de atração da Lua para a Terra - e ela correrá em linha reta para o abismo do espaço sideral. A bola voará tangencialmente (Fig. 3) se o fio que segura a bola enquanto gira em círculo se romper. No dispositivo da Fig. 4, em uma máquina centrífuga, apenas uma conexão (rosca) mantém as bolas em uma órbita circular. Quando o fio se rompe, as bolas se espalham pelas tangentes. É difícil captar seu movimento retilíneo a olho nu quando estão privados de conexão, mas se fizermos tal desenho (Fig. 5), segue-se que as bolas se moverão retilíneas, tangencialmente ao círculo.

Se o movimento inercial tivesse parado, a Lua teria caído na Terra. A queda teria durado quatro dias, dezenove horas, cinquenta e quatro minutos e cinquenta e sete segundos, conforme calculou Newton.

Usando a fórmula da lei da gravitação universal, você pode determinar com que força a Terra atrai a Lua: onde G é a constante gravitacional, m 1 e m 2 são as massas da Terra e da Lua, r é a distância entre eles . Substituindo dados específicos na fórmula, obtemos o valor da força com que a Terra atrai a Lua e é aproximadamente 2 * 10 1 7 N

A lei da gravitação universal se aplica a todos os corpos, o que significa que o Sol também atrai a Lua. Vamos contar com que força?

A massa do Sol é 300.000 vezes a massa da Terra, mas a distância entre o Sol e a Lua é 400 vezes maior que a distância entre a Terra e a Lua. Conseqüentemente, na fórmula, o numerador aumentará 300.000 vezes e o denominador 400 2, ou 160.000 vezes. A força gravitacional será quase duas vezes mais forte.

Mas por que a Lua não cai sobre o Sol?

A Lua cai sobre o Sol da mesma forma que sobre a Terra, ou seja, apenas o suficiente para permanecer aproximadamente à mesma distância enquanto gira em torno do Sol.

A Terra e seu satélite, a Lua, giram em torno do Sol, o que significa que a Lua gira em torno do Sol.

Surge a seguinte questão: a Lua não cai na Terra, pois, tendo uma velocidade inicial, ela se move por inércia. Mas, de acordo com a terceira lei de Newton, as forças com as quais dois corpos agem um sobre o outro são iguais em magnitude e opostas em direção. Portanto, com a mesma força com que a Terra atrai a Lua, com a mesma força com que a Lua atrai a Terra. Por que a Terra não cai na Lua? Ou também gira em torno da Lua?

O fato é que tanto a Lua quanto a Terra giram em torno de um centro de massa comum, ou, para simplificar, pode-se dizer, em torno de um centro de gravidade comum. Lembre-se do experimento com bolas e uma máquina centrífuga. A massa de uma das bolas é o dobro da massa da outra. Para que as bolas conectadas por um fio permaneçam em equilíbrio em relação ao eixo de rotação durante a rotação, suas distâncias ao eixo, ou centro de rotação, devem ser inversamente proporcionais às massas. O ponto, ou centro, em torno do qual essas bolas giram é chamado de centro de massa das duas bolas.

A terceira lei de Newton não é violada no experimento com bolas: as forças com as quais as bolas se puxam em direção a um centro de massa comum são iguais. No sistema Terra-Lua, o centro de massa comum gira em torno do Sol.

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Departamento de Educação da Administração do Distrito Municipal de Kemerovo

Xconferência científica e prática regional

"Mundo da Descoberta"

Seção "Geografia, geologia »

Por que a Lua não cai na Terra?

Projeto de pesquisa

Semenov Lavr Yurievich,

Aluno do 1º ano “B”

MBOU "Escola Secundária Yagunovskaya"

Supervisor:

Kalistratova

Svetlana Borisovna,

professor de escola primária

MBOU "Escola Secundária Yagunovskaya"

2016

Contente

Introdução…………………………………………………………………………………………. 3

Capítulo 1. A Lua como objeto de pesquisa ………………………………........ 5

1.1. Fontes de estudo………………………………..………………………… 5

1.2. Observações da lua...................................................................................... 7

Capítulo 2. Organização e resultados do estudo…………………………...9

Conclusão……………………………………………………………………………….. 13

Lista de referências e recursos da Internet……………………………………….. 14

Introdução

Gosto muito de tudo relacionado ao espaço. Adoro observar as estrelas e encontrar constelações, por isso escolhemos este tema para pesquisa.

A Universidade Estadual de Kemerovo tem um lugar incrível - um planetário. Está incluído na lista de planetários da Rússia, dos quais existem apenas 26, bem como na lista de planetários do mundo. O “fundador” do nosso planetário, professor, candidato a ciências físicas e matemáticas na Universidade Estadual de Kemerovo, Kuzma Petrovich Matsukov, entende “assuntos estelares” melhor do que ninguém. O planetário acolhe excursões que revelam os mistérios do espaço, o nascimento do Universo e das estrelas. Aqui você pode ver a foto de um verdadeiro céu estrelado! Usando o projetor de céu estrelado sob a cúpula do planetário, podemos ver cerca de cinco mil estrelas, planetas, o sol e a lua.

Alguns planetas têm muitos satélites, outros não têm nenhum. Decidimos descobrir o que é um satélite. Claro, estávamos interessados ​​na Lua, já que é um satélite da nossa Terra.

Ao perguntar a Kuzma Petrovich por que a Lua sempre fica pendurada no céu e não voa para lugar nenhum, eles descobriram que a Terra tem uma propriedade incrível: atrai tudo para si. Mas a Lua está suspensa no céu e por algum motivo não cai na Terra. Por que? Vamos tentar encontrar a resposta para esta pergunta.

Propósito do estudo: revelar por que a Lua não cai na Terra.

Objetivos de pesquisa:

1. Estude várias fontes sobre este problema (enciclopédias, Internet), visite o planetário da Universidade Estadual de Kemerovo.

2. Descubra como a Lua foi formada, como a Lua influencia a Terra, o que conecta a Lua com a Terra.

3. Faça pesquisas e, com base nos dados obtidos, descubra porque a Lua não cai na Terra.

Pesquisar hipóteses: É provável que a Lua caia se se aproximar da Terra. Mas talvez haja algo que mantenha a Lua e a Terra distantes, para que a Lua não caia na Terra.

Capítulo 1. A Lua como objeto de pesquisa

1.1 Estudo de fontes

Antes de procurarmos a resposta à pergunta “O que é exatamente a Lua?”, vamos realizar uma breve pesquisa entre adultos (5 pessoas) e crianças (5 pessoas) e descobrir quão profundo é o seu conhecimento nesta área.

3 pessoas - não está certo.

4 pessoas - certo;

1 pessoa - não está certo.

Cidadãos de qual país foram os primeiros a pisar na lua? (Americanos)

0 pessoas - certo;

5 pessoas - não está certo.

5 pessoas - certo;

0 pessoas - não está certo.

Qual era o nome do veículo automotor que viajou na superfície da Lua? ("Lunokhod")

3 pessoas - certo;

2 pessoas - não está certo.

5 pessoas - certo;

0 pessoas - não está certo.

Sabemos que a Terra é um ímã. Por que a Lua, o satélite da Terra, não cai na Terra? (Ele gira em torno da Terra)

1 pessoa - certo;

4 pessoas - não está certo.

4 pessoas - certo;

1 pessoa - não está certo.

De onde vieram as crateras na Lua? (De colisões com meteoritos)

2 pessoas - certo;

3 pessoas - não está certo.

5 pessoas - certo;

0 pessoas - não está certo.

Após realizar uma pesquisa, descobrimos que os adultos podem responder perguntas sobre a Lua, mas as crianças não. Portanto, continuamos nossa pesquisa.

A palavra "lua" significa "brilhante". Antigamente, as pessoas consideravam a Lua uma deusa - a padroeira da noite.

A Lua é o único satélite natural da Terra. O segundo objeto mais brilhante no céu da Terra depois do Sol.Atualmente, os astrônomos, usando instrumentos modernos com feixe de laser, podem determinar a distância entre a Terra e a Lua com uma precisão de vários centímetros.A Lua está distante da Terra a uma distância de 384.400 km. Viajar até lá a pé levaria nove anos!De carro precisaríamos ir à Lua sem parar por mais de seis meses.

O globo lunar é muito menor que o da Terra: quase 4 vezes em diâmetro e 49 vezes em volume. Da substância do globo podem ser feitas 81 bolas, cada uma pesando tanto quanto a Lua.

Só podemos ver um lado da Lua. Uma espécie de disco “pequeno”, cujo diâmetro é de 3.480 km. Cerca de metade da área de toda a Rússia.O período de rotação da Lua em torno de seu eixo coincide com o período de rotação da Terra, que é de 28 dias e meio, portanto a Lua sempre fica de frente para a Terra com um lado.

A Lua gira em torno da Terra não estritamente em um círculo, mas em um círculo achatado - uma elipse. E quando a Lua se aproxima do seu máximo, a distância entre a Terra e a Lua diminui356.400 quilômetros. Esta aproximação mínima da Lua à Terra é chamadaperigeu . E a distância máxima é chamadaapogeu e é igual a um número inteiro406.700 quilômetros.

Não há atmosfera, então as pessoas não podem respirar na Lua. Temperatura da superfície de -169 °C a +122 °C.

Antigamente, as manchas cinzentas na Lua eram consideradas mares. Sabe-se agora que não existe uma gota d'água na Lua e que não existe camada de ar - atmosfera. Os "mares" lunares são depressões profundas cobertas por rochas vulcânicas cinzentas. Algumas das crateras lunares foram formadas quando corpos de ferro ou pedra - meteoritos - caíram do espaço interplanetário na Lua. As partes brilhantes da Lua são as suas regiões montanhosas.

Astronautas americanos visitaram a lua. Nossos rovers lunares controlados da Terra também nos contaram muitas coisas interessantes sobre isso. Autômatos e astronautas entregaram solo lunar à Terra. A lua é muito pequena e, portanto, a força da gravidade sobre ela também é pequena. Os astronautas na Lua pesavam cerca de 1/6 do seu peso normal na Terra.

A lua tem 4,5 bilhões de anos. anos - quase o mesmo que a Terra. Foi formado como resultado da colisão da Terra com um dos pequenos planetas. O planeta foi destruído e a Lua formou-se a partir de seus destroços e começou a se afastar gradualmente da Terra. A distância entre ele e a Terra está aumentando aproximadamente na mesma proporção que as unhas crescem.

À medida que a Lua orbita a Terra, ela exerce gravidade sobre nossos mares. Essa atração causa altos e baixos.

1.2 Observações da Lua.

Vamos observar a Lua e veremos que sua aparência muda a cada dia. No início o crescente é estreito, depois a Lua fica mais cheia e depois de alguns dias torna-se redonda. Depois de mais alguns dias, a Lua cheia torna-se gradualmente menor e menor e novamente se torna como uma foice. A lua crescente costuma ser chamada de mês. Se a foice estiver virada convexa para a esquerda, como a letra “C”, então dizem que a Lua está “envelhecendo”. 14 dias e 19 horas após a lua cheia, o mês antigo desaparecerá completamente. A lua não está visível. Esta fase da lua é chamada de “lua nova”. Então, gradualmente, a Lua, de uma foice estreita virada para a direita (se você traçar mentalmente uma linha reta pelas pontas da foice, obterá a letra “P”, ou seja, o mês está “crescendo”), volta a se transformar em completo Lua. Às vezes, durante a lua nova, a Lua obscurece o Sol. Nesses momentos ocorre um eclipse solar. Se a Terra projetar uma sombra na Lua durante a lua cheia, ocorre um eclipse lunar. Para que a Lua “cresça” novamente é necessário o mesmo período de tempo: 14 dias e 19 horas. Mudando a aparência da Lua, ou seja, A mudança das fases lunares, de lua cheia para lua cheia (ou de lua nova para lua nova) ocorre a cada quatro semanas, mais precisamente, em 29 dias e meio. Este é um mês lunar. Serviu de base para a elaboração do calendário. Você pode calcular antecipadamente quando e como a Lua será visível, quando haverá noites escuras e quando haverá noites claras. Durante a lua cheia, a Lua fica de frente para a Terra com o lado iluminado, e durante a lua nova, com o lado apagado. A Lua é um corpo celeste sólido e frio que não emite luz própria; ela brilha no céu apenas porque reflete a luz do Sol com sua superfície. Girando em torno da Terra, a Lua se volta em sua direção como uma superfície totalmente iluminada, ou como uma superfície parcialmente iluminada, ou como uma superfície escura. É por isso que a aparência da Lua muda continuamente ao longo do mês.

Capítulo 2. Organização e resultados do estudo

Hoje, os astrônomos imaginam a estrutura do sistema solar da seguinte forma: o Sol está localizado em seu centro e os planetas giram em torno dele, como se estivessem presos. São oito no total - Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Netuno e Urano. Por que, afinal, os planetas giram em torno do Sol como se estivessem amarrados? Eles estão realmente apegados, mas esta conexão é invisível. Isaac Newton formulou uma lei muito importante - a lei da gravitação universal. Ele provou que todos os corpos do Universo - o Sol, os planetas com seus satélites, estrelas individuais e sistemas estelares - são atraídos uns pelos outros. A força dessa atração depende do tamanho dos corpos celestes e das distâncias entre eles. Quanto menor a distância, mais forte será a atração. Quanto maior a distância, mais fraca será a atração. Vamos realizar uma série de experimentos.

Experiência 1. Vamos tentar pular no lugar. O que aconteceu? Isso mesmo, voamos alguns centímetros e afundamos de volta no chão. Por que não saltamos e voamos alto para o céu e depois para o espaço? Sim, porque também estamos ligados ao nosso planeta pela mesma força da gravidade.

Experiência 2. Vamos pegar a bola. Não está voando para lugar nenhum, está em repouso, em nossas mãos. Estamos parados no chão. Soltamos a bola de nossas mãos e ela cai no chão.

Experiência 3. Pegamos uma folha de papel nas mãos, jogamos para cima, mas ela também cai suavemente no chão.

Observamos a gravidade na natureza. Vemos neve, gotas de chuva caindo no chão. Até os pingentes de gelo não crescem para cima, mas para baixo, em direção ao solo.

Conclusão. A terra realmente mantém tudo em sua superfície com uma atração poderosa. Ele contém não apenas você e eu e tudo o que vive na Terra, mas também todos os objetos, pedras, rochas, areias, águas dos oceanos, mares e rios, a atmosfera que cerca a Terra.

Então por que a Lua não cai na Terra?

Para começar, realizamos uma pesquisa entre crianças e seus pais no site Kemdetki. A pergunta foi feita: “Por que você acha que a Lua não cai na Terra?” Aqui estão algumas das respostas:

1. Dasha, 7 anos: “Porque há ar no céu e ele contém a Lua.”

2. Anya, 7 anos: “Porque em gravidade zero não há atração, é um planeta!”

3. Olya, 9 anos: “Porque a Lua gira em torno da Terra em sua órbita e não pode sair dela.”

4. Matvey, 5 anos: “A Lua é um satélite da Terra. E na Terra existe um núcleo magnético e ele atrai.”

5. Olya, 5 anos: “Segurando o ar.”

6. Alice, 7 anos: “Porque o céu a segura e ela não consegue empurrar...”

7. Roma, 6 anos: “Porque ela ficou presa à noite...”

8. Masha, 6 anos: “Onde ela deveria cair aqui? De qualquer maneira, não temos espaço suficiente aqui.”

Depois de estudar artigos em enciclopédias e na Internet, descobrimos que a Lua cairia instantaneamente na Terra se estivesse parada. Mas a Lua não fica parada, ela gira em torno da Terra. Durante a rotação, forma-se uma força que os cientistas chamam de centrípeta, ou seja, tendendo para o centro, e centrífuga, afastando-se do centro. Podemos verificar isso por nós mesmos conduzindo uma série de experimentos simples.

Experiência 1. Amarre um fio em uma caneta hidrográfica comume vamos começar a implementá-lo.A caneta hidrográfica do fio vai literalmente sair da nossa mão, mas o fio não vai soltar. A força centrífuga atua sobre a caneta hidrográfica, tentando afastá-la do centro de rotação. BreveA lua está sujeita à força centrífuga, o que a impede de cair na Terra. Em vez disso, ele se move ao redor da Terra em uma trajetória constante. Se girarmos a caneta hidrográfica com muita força, a linha se romperá, e se girarmos lentamente, a caneta hidrográfica cairá. Conseqüentemente, se a Lua se movesse ainda mais rápido, ela superaria a gravidade da Terra e voaria para o espaço; se a Lua se movesse mais lentamente, a gravidade a puxaria em direção à Terra;

F1 – força centrífuga (que corre do centro)

F2- força centrípeta (buscando o centro)

Experiência 2. Vamos dar as mãos ao papai, como numa dança de roda. Sem largar suas mãos, começaremos a correr em volta de papai, olhando em seu rosto, e deixaremos papai se virar atrás de nós. Papai é, e nós seremos a Lua. Se você girar muito, muito rápido, poderá até voar sem que os pés toquem o chão. E para não voarmos contra a parede, papai terá que nos segurar com muita força. É a mesma coisa no céu. As mãos do Pai Terra agarraram a Lua com força e não a deixaram ir.

Experiência 3. Você também pode dar um exemplo com a atração Carrossel, que fica no Jardim Municipal de Kemerovo. A velocidade de rotação do “Carrossel” é especialmente calculada, e se a força centrífuga fosse menor que a força de tensão da corrente, caso contrário, terminaria em desastre.

Experiência 4. Uma máquina de lavar automática também será um exemplo. A roupa nele lavada é atraída para as paredes do tambor quando se move com aceleração, a roupa gira e cai somente quando o tambor para.

Conclusão. Assim é a Lua. Se não tivesse girado em torno da Terra, provavelmente teria caído sobre ela. Mas as forças centrífugas a impedem de fazer isso. E a Lua também não pode escapar – a força gravitacional da Terra a mantém em órbita.

Conclusão

Assim, depois de estudar a literatura sobre o assunto e visitar o planetário da Universidade Estadual de Kemerovo, descobrimos:

Que a Lua é o único satélite natural da Terra.A lua tem 4,5 bilhões de anos. anos - quase o mesmo que a Terra.

Através de observações, notamos que a aparência da Lua muda a cada dia. Essas mudanças na forma da Lua são chamadasfases.

Concluímos também que a Lua é sustentada pela Terra pela força de atração entre os corpos. A força que impede a Lua de “escapar” durante a rotação éA força gravitacional da Terra (centrípeta) . E a força que impede a Lua de cair na Terra éisso é força centrífuga , que ocorre quando a Lua gira em torno da Terra. Se a Lua se movesse mais rápido, ela superaria a gravidade da Terra e voaria para o espaço; se a Lua se movesse mais devagar, a força da gravidade a puxaria em direção à Terra;Girando em torno da Terra, a Lua se move em órbita a uma velocidade de 1 km/s, ou seja, lenta o suficiente para não sair de sua órbita e “voar” para o espaço, mas também rápida o suficiente para não cair na Terra.

Literatura e recursos da Internet

Nova enciclopédia escolar “Heavenly Bodies”, M., Rosmen, 2005.

Enciclopédia Infantil “Porquê”, M., Rosmen, 2005.

“Por que a Lua não cai na Terra?” Zigunenko S.N., livros de Whychkin, 2015.

Rancini. J. “Espaço. Supernova Atlas do Universo", M.: Eksmo, 2006.

- "Crianças!" site para pais da região de Kemerovo.

Wikipédia

Site “Para crianças. Por que"

Site “Astronomia e leis do espaço”

“Que simples!”

Relevância:

No dia 12 de abril, nosso país relembra um acontecimento grandioso - o vôo humano ao espaço. Na aula também discutimos o tema do espaço e fizemos desenhos. E a professora pediu que preparássemos relatórios interessantes sobre o espaço. É por isso que escolhi este tema específico, porque eu mesmo estou interessado nele. E às vésperas deste feriado do “Dia da Cosmonáutica”, isso é relevante para nós, acho que também vai interessar a você.

Meus palpites:

Em casa, peguei a enciclopédia “Corpos Celestiais” e comecei a ler. Então me perguntei, talvez a Lua caia sobre nós? Respondi que a Lua provavelmente cairia se se aproximasse da Terra. Ou talvez algo o segure com a Terra, para que não caia e não voe para lugar nenhum.

A finalidade e objetivos do meu trabalho:

Resolvi estudar mais detalhadamente a literatura, como a Lua se formou, como ela afeta a Terra, o que a conecta com a Terra e por que a Lua não voa para o espaço e não cai na Terra. E aqui está o que descobri.

Introdução

Na astronomia, um satélite é um corpo que gira em torno de um grande corpo e é sustentado pela força de sua gravidade. A Lua é o satélite da Terra. A Terra é um satélite do Sol. A Lua é um corpo celeste sólido, frio e esférico, 4 vezes menor que a Terra.

A Lua é o corpo celeste mais próximo da Terra. Se fosse possível, um turista caminharia até a Lua por 40 anos

O sistema Terra-Lua é único no sistema solar, já que nenhum planeta possui um satélite tão grande. A Lua é o único satélite da Terra.

É visível a olho nu melhor do que qualquer planeta através de um telescópio. Nosso satélite esconde muitos mistérios.

A Lua é até agora o único corpo cósmico visitado pelo homem. A Lua gira em torno da Terra da mesma forma que a Terra gira em torno do Sol (ver Fig. 1).

A distância entre os centros da Lua e da Terra é de aproximadamente 384.467 km.

Como é a Lua?

A Lua não é nada parecida com a Terra. Não há ar, nem água, nem vida. A concentração de gases perto da superfície da Lua é equivalente a um vácuo profundo. Devido à falta de atmosfera, suas extensões sombrias e empoeiradas aquecem até +120°C durante o dia e congelam à noite ou apenas na sombra até -160°C. O céu da Lua é sempre preto, mesmo durante o dia. O enorme disco da Terra parece ser 3,5 vezes maior visto da Lua do que a Lua vista da Terra e fica quase imóvel no céu (ver Fig. 2).

Toda a superfície da Lua está repleta de crateras chamadas crateras. Você pode vê-los olhando atentamente para a Lua em uma noite clara. Algumas crateras são tão grandes que caberia uma cidade enorme dentro delas. Existem duas opções principais para a formação de crateras - vulcânicas e meteoríticas.

A superfície da Lua pode ser dividida em dois tipos: terreno montanhoso muito antigo (continente lunar) e mares lunares relativamente lisos e mais jovens.

Os mares lunares, que constituem aproximadamente 16% da superfície lunar, são enormes crateras criadas por colisões com corpos celestes que posteriormente foram inundados com lava líquida. Os mares lunares receberam nomes: Mar das Crises, Mar da Abundância, Mar da Tranquilidade, Mar das Chuvas, Mar das Nuvens, Mar de Moscou e outros.

Comparada com a Terra, a Lua é muito pequena. O raio da Lua é 1.738 km, o volume da Lua é 2% do volume da Terra e a área é de aproximadamente 7,5%

Como a Lua foi formada?

A Lua e a Terra têm quase a mesma idade. Aqui está uma versão da formação da Lua.

1. Logo após a formação da Terra, um enorme corpo celeste colidiu com ela.

2. Com o impacto, ele se quebrou em muitos fragmentos.

3. Sob a influência da gravidade (atração) da Terra, os fragmentos começaram a girar em torno dela.

4. Com o tempo, os fragmentos se juntaram e formaram a Lua.

Fases da lua

A lua muda de aparência todos os dias. No início o crescente é estreito, depois a Lua fica mais cheia e depois de alguns dias torna-se redonda. Por mais alguns dias, a Lua cheia torna-se gradualmente menor e menor e novamente se torna como uma foice. A lua crescente costuma ser chamada de mês. Se a foice estiver virada convexa para a esquerda, como a letra “C”, então dizem que a Lua está “envelhecendo”. 14 dias e 19 horas após a lua cheia, o mês antigo desaparecerá completamente. A lua não está visível. Esta fase da Lua é chamada de “lua nova”. Então, gradualmente, a Lua passa de um crescente estreito voltado para a direita para uma Lua cheia novamente.

Para que a lua “cresça” novamente, é necessário o mesmo período de tempo: 14 dias e 19 horas. Mudando a aparência da Lua, ou seja, A mudança das fases lunares, de lua cheia para lua cheia, ocorre a cada quatro semanas, mais precisamente em 29 dias e meio. Este é um mês lunar. Serviu de base para a compilação do calendário lunar. Durante a lua cheia, a Lua fica de frente para a Terra com o lado iluminado, e durante a lua nova, com o lado apagado. Girando em torno da Terra, a lua se volta para ela como uma superfície totalmente iluminada, ou como uma superfície parcialmente iluminada, ou como uma superfície escura. É por isso que a aparência da Lua muda continuamente ao longo do mês.

Fluxos e refluxos

As forças gravitacionais entre a Terra e a Lua causam alguns efeitos interessantes. O mais famoso deles são as marés marítimas. A diferença entre os níveis de maré alta e baixa em áreas abertas do oceano é pequena e chega a 30-40 cm. No entanto, perto da costa, devido à subida de um maremoto para um fundo sólido, um maremoto aumenta em. altura da mesma forma que as ondas de vento normais das ondas.

Levando em consideração a direção de rotação da Lua em torno da Terra, é possível criar a imagem de um maremoto seguindo o oceano. A amplitude máxima das ondas de maré na Terra é observada na Baía de Fundy, no Canadá, e é de 18 metros.

Exploração lunar

A lua atrai a atenção das pessoas desde os tempos antigos. A invenção dos telescópios tornou possível distinguir detalhes mais sutis do relevo (formato da superfície) da Lua. Um dos primeiros mapas lunares foi compilado por Giovanni Riccioli em 1651, ele também deu nomes a grandes áreas escuras, chamando-as de “mares”, que usamos até hoje. Em 1881, Jules Janssen compilou um detalhado “Atlas Fotográfico da Lua”.

Desde o início da era espacial, o nosso conhecimento da Lua aumentou significativamente. A Lua foi visitada pela primeira vez pela espaçonave soviética Luna 2 em 13 de setembro de 1959.

Foi possível observar o lado oculto da Lua pela primeira vez em 1959, quando a estação soviética Luna 3 sobrevoou-a e fotografou uma parte de sua superfície invisível da Terra.

A missão tripulada americana à Lua foi chamada Apollo.

O primeiro pouso ocorreu em 20 de julho de 1969, e a primeira pessoa a pisar na superfície da Lua foi o americano Neil Armstrong. Seis expedições visitaram a Lua, mas a última vez foi em 1972, já que as expedições são muito caras. Cada vez, duas pessoas pousaram nele e passaram até três dias na Lua. Novas expedições estão sendo preparadas.

Por que a Lua não cai na Terra?

A lua cairia instantaneamente na Terra se estivesse estacionária. Mas a Lua não fica parada, ela gira em torno da Terra.

Quando lançamos um objeto, como uma bola de tênis, a gravidade o puxa em direção ao centro da Terra. Mesmo uma bola de tênis lançada em alta velocidade ainda cairá no chão, mas o padrão mudará se o objeto estiver muito mais longe e. movendo-se muito mais rápido.

Minha experiência:

Fiz essa pergunta ao meu pai e ele me explicou com um exemplo simples. Amarramos uma borracha comum a um fio. Imagine que você é a Terra e a borracha é a lua e comece a girá-la. A borracha da linha literalmente arrancará da sua mão, mas a linha não a soltará. A lua está tão longe e se movendo tão rápido que nunca cai na mesma direção. Mesmo que caia constantemente, a lua nunca cairá no chão. Em vez disso, ele se move ao redor da Terra num caminho constante.

Se girarmos a borracha com muita força, a linha se romperá, e se girarmos lentamente, a borracha cairá.

Concluímos: se a Lua se movesse ainda mais rápido, ela superaria a gravidade da Terra e voaria para o espaço; se a Lua se movesse mais devagar, a gravidade a puxaria para a Terra; Este equilíbrio preciso da velocidade gravitacional cria o que chamamos de órbita, onde o corpo celeste menor orbita constantemente o corpo maior.

A força que impede a Lua de “escapar” durante a rotação é a força da gravidade da Terra. E a força que impede a Lua de cair na Terra é a força centrífuga que surge quando a Lua gira em torno da Terra.

Girando em torno da Terra, a Lua se move em órbita a uma velocidade de 1 km/s, ou seja, lenta o suficiente para não sair de sua órbita e “voar” para o espaço, mas também rápida o suficiente para não cair na Terra.

Por falar nisso...

Você ficará surpreso, mas na verdade a Lua... está se afastando da Terra a uma velocidade de 3-4 cm por ano! O movimento da Lua em torno da Terra pode ser imaginado como uma espiral que se desenrola lentamente. A razão dessa trajetória da Lua é o Sol, que atrai a Lua 2 vezes mais forte que a Terra.

Por que então a Lua não cai sobre o Sol? Mas porque a Lua, junto com a Terra, gira, por sua vez, em torno do Sol, e o efeito atrativo do Sol é completamente gasto na transferência constante de ambos os corpos de um caminho reto para uma órbita curva.

– A Lua em si não brilha, apenas reflete a luz solar que incide sobre ela;

– A Lua gira em torno de seu eixo em 27 dias terrestres; ao mesmo tempo, faz uma revolução ao redor da Terra;

– A lua, girando em torno da terra, sempre nos enfrenta com um lado, seu verso permanece invisível para nós;

– A Lua, movendo-se em sua órbita, afasta-se gradualmente da Terra cerca de 4 cm por ano.

– A força da gravidade na Lua é 6 vezes menor que na Terra.

Portanto, é muito mais fácil um foguete decolar da Lua do que da Terra.

É possível que em breve as naves espaciais sejam enviadas em longas viagens interplanetárias não da Terra, mas da Lua.

Com o início deste século, a China anunciou sua disponibilidade para explorar a Lua, bem como construir ali diversas bases lunares habitadas. Após esta declaração, as organizações espaciais dos principais países, e em particular os EUA (NASA) e a ESA (Agência Espacial Europeia), lançaram novamente os seus programas espaciais.

O que resultará disso?

Veremos em 2020. Foi neste ano que George Bush planejou levar pessoas à Lua. Esta data está dez anos à frente da China, uma vez que o seu programa espacial afirmava que a criação de bases lunares habitáveis ​​​​e o desembarque de pessoas nelas ocorreria apenas em 2030.

A Lua é o corpo celeste mais estudado, mas para os humanos ainda esconde muitos mistérios: talvez seja a base de civilizações extraterrestres, talvez a vida na Terra fosse completamente diferente se não existisse Lua, talvez no futuro as pessoas se estabeleçam no Lua ...

Conclusões:

Assim, descobrimos que a Lua é um satélite natural da Terra, ela gira em torno do nosso planeta e, junto com a Terra, se move em órbita ao redor do Sol;

– a questão da origem da Lua ainda permanece controversa;

– as mudanças na forma da Lua são chamadas de fases. Eles existem apenas para nós

Uma das minhas suposições revelou-se correta: a Lua está realmente sustentada por alguma coisa, e esta é a força gravitacional e a força centrífuga da Terra.

E a minha outra suposição, de que a Lua cairá se se aproximar da Terra, não é totalmente correta. A Lua cairá na Terra quando parar de girar e ficar imóvel, e então a força centrífuga não funcionará.

Estudando enciclopédias e a Internet, aprendi muitas coisas novas e interessantes. Com certeza compartilharei essas descobertas com meus colegas de classe na lição do mundo que nos rodeia.

Conseguimos resolver alguns dos mistérios da Lua, mas isso não a tornou menos interessante e atrativa!

Referências:

1. “Espaço. Supernova Atlas do Universo”, M., “Eksmo”, 2006.

2. Nova enciclopédia escolar “Heavenly Bodies”, M., “Rosmen”, 2005

3. Enciclopédia Infantil “Pochemuchka”, M., “Rosmen”, 2005.

4. “O que é isso? Quem é?" Enciclopédia Infantil, M.,”Pedagogia –

Pressione “1995

5. Internet – livros de referência, fotos sobre o espaço.

Concluído: Aluno da série 3B

Khaliullin Ildar

Supervisor: Sakaeva G.Ch.

Escola secundária de instituição educacional municipal nº 79, Ufa

Tudo neste mundo é atraído por tudo. E para isso não é necessário ter nenhuma propriedade especial (carga elétrica, participar da rotação, ter tamanho não menor que alguns). Basta simplesmente existir, assim como existe uma pessoa, ou a Terra, ou um átomo. A gravidade ou, como costumam dizer os físicos, a gravidade é a interação mais universal. E ainda: tudo se sente atraído por tudo. Mas como exatamente? Por quais leis? Surpreendentemente, esta lei é a mesma e, além disso, é a mesma para todos os corpos do Universo - tanto para estrelas quanto para elétrons.

1. Leis de Kepler

Newton argumentou que entre a Terra e todos os corpos materiais existe uma força de gravidade, que é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

No século XIV, o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe passou quase 20 anos observando os movimentos dos planetas e registrando suas posições, e conseguiu determinar suas coordenadas em vários momentos com a maior precisão possível naquela época. Seu assistente, o matemático e astrônomo Johannes Kepler, analisou as anotações do professor e formulou três leis do movimento planetário:

A primeira lei de Kepler

Cada planeta do sistema solar gira em torno de uma elipse, com o Sol em um dos focos. A forma da elipse, o grau de sua semelhança com um círculo será então caracterizado pela razão: e=c/d, onde c é a distância do centro da elipse ao seu foco (metade da distância focal); a - semieixo maior. A quantidade e é chamada de excentricidade da elipse. Em c = 0 e e = 0, a elipse se transforma em um círculo com raio a.

Segunda Lei de Kepler (Lei das Áreas)

Cada planeta se move em um plano que passa pelo centro do Sol, e a área do setor orbital, descrita pelo vetor raio dos planetas, muda proporcionalmente ao tempo.

Em relação ao nosso sistema Solar, dois conceitos estão associados a esta lei: periélio - o ponto da órbita mais próximo do Sol, e afélio - o ponto mais distante da órbita. Então pode-se argumentar que o planeta se move ao redor do Sol de forma desigual: tendo uma velocidade linear no periélio maior do que no afélio.

Todos os anos, no início de janeiro, a Terra se move mais rápido ao passar pelo periélio; portanto, o movimento aparente do Sol ao longo da eclíptica para leste também ocorre mais rápido do que a média anual. No início de julho, a Terra, ao passar pelo afélio, se move mais lentamente e, portanto, o movimento do Sol ao longo da eclíptica fica mais lento. A lei das áreas indica que a força que rege o movimento orbital dos planetas é direcionada para o Sol.

Terceira Lei de Kepler (Lei Harmônica)

A terceira lei de Kepler, ou harmônica, relaciona a distância média de um planeta ao Sol (a) ao seu período orbital (t):

onde os índices 1 e 2 correspondem a quaisquer dois planetas.

Newton pegou o bastão de Kepler. Felizmente, muitos arquivos e cartas permanecem da Inglaterra do século XVII. Vamos seguir o raciocínio de Newton.

Deve-se dizer que as órbitas da maioria dos planetas diferem pouco das circulares. Portanto, assumiremos que o planeta não se move ao longo de uma elipse, mas ao longo de um círculo de raio R - isso não altera a essência da conclusão, mas simplifica muito a matemática. Então a terceira lei de Kepler (permanece em vigor porque um círculo é um caso especial de elipse) pode ser formulada da seguinte forma: o quadrado do tempo de uma revolução em órbita (T2) é proporcional ao cubo da distância média ( R3) do planeta ao Sol:

T2=CR3 (fato experimental).

Aqui C é um certo coeficiente (a constante é a mesma para todos os planetas).

Como o tempo de uma revolução T pode ser expresso através da velocidade média da órbita do planeta v: T=2(R/v), então a terceira lei de Kepler assume a seguinte forma:

Ou após a redução 4(2 /v2=CR.

Agora levemos em conta que, segundo a segunda lei de Kepler, o movimento do planeta ao longo de uma trajetória circular ocorre de maneira uniforme, ou seja, com velocidade constante. Da cinemática sabemos que a aceleração de um corpo que se move em círculo com velocidade constante será puramente centrípeta e igual a v2/R. E então a força que atua no planeta, de acordo com a segunda lei de Newton, será igual a

Vamos expressar a razão v2/R da lei de Kepler v2/R=4(2 /CR2 e substituí-la na segunda lei de Newton:

F= m v2/R=m4(2/СR2 = k(m/R2), onde k=4(2/С é um valor constante para todos os planetas.

Assim, para qualquer planeta, a força que atua sobre ele é diretamente proporcional à sua massa e inversamente proporcional ao quadrado da sua distância ao Sol:

O sol é a fonte de força que atua no planeta, segue a primeira lei de Kepler.

Mas se o Sol atrai um planeta com uma força F, então o planeta (de acordo com a terceira lei de Newton) deve atrair o Sol com a mesma magnitude da força F. Além disso, esta força, por sua natureza, não é diferente da força do Sol: também é gravitacional e, como mostramos, também deve ser proporcional à massa (desta vez - o Sol) e inversamente proporcional ao quadrado da distância: F=k1(M/R2), aqui o coeficiente k1 é diferente para cada planeta (talvez até dependa da sua massa!).

Igualando ambas as forças gravitacionais, obtemos: km=k1M. Isso é possível desde que k=(M, e k1=(m, ou seja, com F=((mM/R2), onde ( é uma constante - a mesma para todos os planetas.

Portanto, a constante gravitacional universal (não pode ser nenhuma - com as unidades de grandeza que escolhemos - apenas aquela que a natureza a escolheu. As medições dão um valor aproximado (= 6,7 x10-11 N. m2 / kg2.

2. A lei da gravitação universal

Newton obteve uma lei notável que descreve a interação gravitacional de qualquer planeta com o Sol:

As consequências desta lei foram todas as três leis de Kepler. Foi uma conquista colossal encontrar (uma!) lei que rege o movimento de todos os planetas do sistema solar. Se Newton tivesse se limitado apenas a isso, ainda nos lembraríamos dele quando estudamos física na escola e o chamaríamos de um cientista notável.

Newton foi um gênio: ele propôs que a mesma lei rege a interação gravitacional de qualquer corpo; ela descreve o comportamento da Lua girando em torno da Terra e de uma maçã caindo na Terra; Foi um pensamento incrível. Afinal, a opinião geral era que os corpos celestes se movem de acordo com as suas próprias leis (celestiais), e os corpos terrestres se movem de acordo com as suas próprias regras “mundanas”. Newton assumiu a unidade das leis da natureza para todo o Universo. Em 1685, I. Newton formulou a lei da gravitação universal:

Quaisquer dois corpos (ou melhor, dois pontos materiais) são atraídos um pelo outro com uma força diretamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

A lei da gravitação universal é um dos melhores exemplos que mostram do que o homem é capaz.

A força gravitacional, diferentemente das forças de atrito e elásticas, não é uma força de contato. Esta força requer que dois corpos se toquem para que interajam gravitacionalmente. Cada um dos corpos em interação cria um campo gravitacional em todo o espaço ao seu redor - uma forma de matéria através da qual os corpos interagem gravitacionalmente entre si. O campo criado por algum corpo se manifesta no fato de atuar sobre qualquer outro corpo com uma força determinada pela lei universal da gravidade.

3. Movimento da Terra e da Lua no espaço.

A Lua, satélite natural da Terra, no processo de seu movimento no espaço é influenciada principalmente por dois corpos - a Terra e o Sol. Vamos calcular a força com que o Sol atrai a Lua, aplicando a lei da gravitação universal, descobrimos que a atração solar é duas vezes mais forte que a da Terra.

Por que a Lua não cai sobre o Sol? O fato é que tanto a Lua quanto a Terra giram em torno de um centro de massa comum. O centro de massa comum da Terra e da Lua gira em torno do Sol. Onde está o centro de massa do sistema Terra-Lua? A distância da Terra à Lua é de 384.000 km. A razão entre a massa da Lua e a massa da Terra é 1:81. As distâncias do centro de massa aos centros da Lua e da Terra serão inversamente proporcionais a esses números. Dividindo 384.000 km por 81 dá aproximadamente 4.700 km. Isso significa que o centro de massa está localizado a uma distância de 4.700 km do centro da Terra.

*Qual é o raio da Terra?

* Cerca de 6.400 km.

* Consequentemente, o centro de massa do sistema Terra-Lua encontra-se dentro do globo. Portanto, se não nos esforçarmos pela precisão, podemos falar sobre a revolução da Lua em torno da Terra.

Os movimentos da Terra e da Lua no espaço e as mudanças na sua posição relativa em relação ao Sol são mostrados no diagrama.

Com uma dupla predominância da gravidade solar sobre a terrestre, a curva do movimento da Lua deveria ser côncava em relação ao Sol em todos os seus pontos. A influência da Terra próxima, que excede significativamente a massa da Lua, leva ao fato de que a curvatura da órbita heliocêntrica lunar muda periodicamente.

A Lua gira em torno da Terra, mantida pela gravidade. Com que força a Terra atrai a Lua?

Isto pode ser determinado pela fórmula que expressa a lei da gravidade: F=G*(Mm/r2) onde G é a constante gravitacional, Mm são as massas da Terra e da Lua, r é a distância entre elas. Feitos os cálculos, chegamos à conclusão de que a Terra atrai a Lua com uma força de cerca de 2-1020 N.

Todo o efeito da força gravitacional da Lua sobre a Terra se expressa apenas em manter a Lua em órbita, em transmitir-lhe aceleração centrípeta. Conhecendo a distância da Terra à Lua e o número de revoluções da Lua em torno da Terra, Newton determinou a aceleração centrípeta da Lua, resultando num número já conhecido por nós: 0,0027 m/s2. A boa concordância entre o valor calculado da aceleração centrípeta da Lua e o seu valor real confirma a suposição de que a força que mantém a Lua em órbita e a gravidade são da mesma natureza. A lua poderia ser mantida em órbita por um cabo de aço com diâmetro de cerca de 600 km. Mas, apesar de uma força gravitacional tão grande, a Lua não cai na Terra.

A Lua está distante da Terra a uma distância igual a aproximadamente 60 raios terrestres. Portanto, Newton raciocinou. A Lua, caindo com tal aceleração, deveria se aproximar da Terra em 0,0013 m no primeiro segundo, mas a Lua, além disso, se move por inércia na direção da velocidade instantânea, ou seja, ao longo de uma linha reta tangente em um determinado ponto à sua órbita. ao redor da Terra

Movendo-se por inércia, a Lua deveria se afastar da Terra, como mostram os cálculos, em um segundo em 1,3 mm. É claro que tal movimento em que no primeiro segundo a Lua se moveria radialmente em direção ao centro da Terra, e no segundo segundo – ao longo de uma tangente, na verdade não existe. Ambos os movimentos são adicionados continuamente. Como resultado, a Lua se move ao longo de uma linha curva, próxima a um círculo.

Girando em torno da Terra, a Lua se move em órbita a uma velocidade de 1 km/s, ou seja, lenta o suficiente para não sair de sua órbita e “voar” para o espaço, mas também rápida o suficiente para não cair na Terra. Podemos dizer que a Lua cairá na Terra somente se não se mover em órbita, ou seja, se forças externas (algum tipo de mão cósmica) impedirem a Lua em seu movimento orbital, então ela cairá naturalmente na Terra. No entanto, isso irá liberar tanta energia que é impossível falar sobre a Lua caindo na Terra como um corpo sólido. De tudo o que foi dito acima podemos tirar uma conclusão.

A lua está caindo, mas não pode cair. E é por causa disso. O movimento da Lua em torno da Terra é o resultado de um compromisso entre os dois “desejos” da Lua: mover-se por inércia - em linha reta (devido à presença de velocidade e massa) e cair “para baixo” para a Terra (também devido à presença de massa). Podemos dizer o seguinte: a lei universal da gravidade exige que a Lua caia sobre a Terra, mas a lei da inércia de Galileu a “persuade” a não prestar atenção à Terra. O resultado é algo intermediário - movimento orbital: queda constante, sem fim.