Влияние планет на Землю и друг на друга
Порою в СМИ мелькают страшные известия о предстоящем параде планет, после которого неминуемого наступит апокалипсис, конец света или просто случится ядерная война.
Но, каково же реальное положение дел в нашей Солнечной системе?
Наука опирается на систему исследований и доказательств. Любая предложенная идея, теория должна иметь определенные доказательства, которые явились не во сне, а были получены опытным практическим путем.
Так, чтобы доказать, что Земля круглая ещё древнегреческий ученый и философ Аристотель наблюдал за затмениями. Астрономия развивалась в течение тысячелетий, нарабатывая свою методику, иначе говоря, технологию поиска объективной информации, чтобы составить реальную, а не выдуманную картину мира.
Если ещё в начале ХХ века считалось, что существует лишь одна галактика – наш Млечный путь, то американский ученый Эдвин Хаббл, раздвинул границы мироздания почти до бесконечного, в нашем понимании, предела. Оказалось, что галактик тысячи.
Одним из главных научных критериев научного знания является его проверяемость опытным и логическим путем.
Поэтому если существует заявление, что планеты влияют на судьбу человека, то мы можем проверить его истинность с помощью статистических данных, сравнив даты рождения, положения планет и полученный в итоге результат. Но пока все статистические исследования дают отрицательный результат в отношении воздействия планет или знаков зодиака на судьбы людей.
Готовые работы на аналогичную тему
Итак, в нашей действительности существуют следующие закономерности, которые и определяют влияние планет друг на друга и на Землю, в частности.
Так, российский астроном В. Сурдин замечает, что о каком-либо серьёзном влиянии планет на Землю, можно, говорить лишь в плане их гравитации. Поскольку все остальные явления, такие как потоки частиц, излучение которое исходит от звезд и планет и достигает нашей планеты, настолько слабы, что даже современные приборы с трудом их улавливают.
Согласно исследованиям, самое большое гравитационное воздействие из планет на Землю оказывают соседка Венера и гигант Юпитер. Однако, влияние гравитации последнего в 103 раза меньше, чем гравитационное влияние нашего спутника Луны. Причиной этого является большое расстояние между Юпитером и Землёй.
Согласно расчетам астрономов, Меркурий вызывает на Земле статические приливы высотой 0, 23 микрометра. У Венеры это получается чуть лучше – высота ее приливов составляет 40, 0 микрометров. Самая большая планета Солнечной системы, Юпитер, может поднять воду на целых 4,0 микрометра. Показатели иных планет еще меньше названных, что говорит о ничтожном влиянии их на Землю.
Однако, если влияние планет друг на друга крайне мало или совсем ничтожно, это не означает, что оно не исследуется.
Так, российский ученый Николай Емельянов смог вывести формулу, а точнее дифференциальное уравнение, согласно которому можно описать изменения небесных тел, которые происходят в связи с изменяем расстояния между спутником и планетой.
Отмечается, что проблема взаимовлияния планет и спутников друг на друга остается одной из наиболее сложных в исследовании.
Закон притяжения физика. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Закон всемирного тяготения открыл И. Ньютоном:
Два тела притягиваются друг к другу с, прямо пропорциональной произведению ихи обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:
Описание закона всемирного тяготения
Коэффициент— это гравитационная постоянная. В системе СИ гравитационная постоянная имеет значение:
Эта постоянная, как видно, очень мала, поэтому силы тяготения между телами, имеющими небольшие массы, тоже малы и практически не ощущаются. Однако движение космических тел полностью определяется гравитацией. Наличие всемирного тяготения или, другими словами, гравитационного взаимодействия объясняет, на чем «держатся» Земля и планеты, и почему они двигаются вокруг Солнца по определенным траекториям, а не улетают от него прочь. Закон всемирного тяготения позволяет определить многие характеристики небесных тел – массы планет, звезд, галактик и даже черных дыр. Этот закон позволяет с большой точностью рассчитать орбиты планет и создать математическую модель Вселенной.
С помощью закона всемирного тяготения также можно рассчитать космические скорости. Например, минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью Земли, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите – 7,9 км/с (первая космическая скорость). Для того, чтобы покинуть Землю, т.е. преодолеть ее гравитационное притяжение, тело должно иметь скорость 11,2 км/с, (вторая космическая скорость).
Гравитация является одним из самых удивительных феноменов природы. В отсутствии сил гравитации существование Вселенной было бы невозможно, Вселенная не могла бы даже возникнуть. Гравитация ответственна за многие процессы во Вселенной – ее рождение, существование порядка вместо хаоса. Природа гравитации до сих пор до конца неразгаданна. До настоящего времени никто не смог разработать достойный механизм и модель гравитационного взаимодействия.
Сила тяжести
Частным случаем проявления гравитационных сил является сила тяжести.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Сила тяжести – это сила, действующая на тело со стороны Земли и сообщающая ему
Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз (по направлению к центру Земли).
Если на тело действует сила тяжести, то тело совершает. Виддвижения зависит от направления и модуля начальной скорости.
С действием силы тяжести мы сталкиваемся каждый день., через некоторое время оказывается на земле. Книга, выпущенная из рук, падает вниз. Подпрыгнув, человек не улетает в открытый космос, а опускается вниз, на землю.
Рассматривая свободное падение тела вблизи поверхности Земли как результат гравитационного взаимодействия этого тела с Землей, можно записать:
откуда ускорение свободного падения:
Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, а зависит от высоты тела над Землей. Земной шар немного сплюснут у полюсов, поэтому тела, находящиеся около полюсов, расположены немного ближе к центру Земли. В связи с этим ускорение свободного падения зависит от широты местности: на полюсе оно немного больше, чем на экваторе и других широтах (на экваторем/с, на Северном полюсе экваторем/с.
Эта же формула позволяет найти ускорение свободного падения на поверхности любой планеты массойи радиусом.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1 (задача о «взвешивании» Земли)
| Задание | Радиус Земликм, ускорение свободного падения на поверхности планетым/с. Используя эти данные, оценить приближенно массу Земли. |
| Ответ | Масса Земликг. |
ПРИМЕР 2
| Задание | Спутник Земли движется по круговой орбите на высоте 1000 км от поверхности Земли. С какой скоростью движется спутник? За какое время спутник совершит один полный оборот вокруг Земли? |
| Решение | По второму закону Ньютона , сила, действующая на спутник со стороны Земли, равна произведению массы спутника на ускорение, с которым он движется:
Со стороны земли на спутник действует сила гравитационного притяжения, которая по закону всемирного тяготения равна: гдеимассы спутника и Земли соответственно. Так как спутник находится на некоторой высотенад поверхностью Земли, расстояние от него до центра Земли: гдерадиус Земли. Таким образом, сила гравитационного притяжения в данном случае: Подставив значение гравитационной силы в формулу для второго закона Ньютона и учитывая, что ускорение спутника – это центростремительное ускорение (спутник движется по круговой орбите), получим: или откуда скорость спутника: Время, за которое спутник совершит один полный оборот вокруг Земли, — это период его обращения по круговой орбите, который равен: |
| Ответ | Спутник движется со скоростью 7,4 км/с; один полный оборот вокруг Земли спутник совершит за 1,8 ч. |
Движение и фазы Луны
ФИЗИКА
§ 3.4. Значение закона всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения лежит в основе небесной механики — науки о движении планет. С помощью этого закона с огромной точностью определяются положения небесных тел на небесном своде на многие десятки лет вперед и вычисляются их траектории. Закон всемирного тяготения применяется также в расчетах движения искусственных спутников Земли и межпланетных автоматических аппаратов.
Возмущения в движении планет
Планеты не движутся строго по законам Кеплера. Законы Кеплера точно соблюдались бы для движения данной планеты лишь в том случае, когда вокруг Солнца обращалась бы одна эта планета. Но в Солнечной системе планет много, все они притягиваются как Солнцем, так и друг другом. Поэтому возникают возмущения движения планет. В Солнечной системе возмущения невелики, потому что притяжение планеты Солнцем гораздо сильнее притяжения другими планетами.
При вычислении видимого положения планет приходится учитывать возмущения. При запуске искусственных небесных тел и при расчете их траекторий пользуются приближенной теорией движения небесных тел — теорией возмущений.
Открытие Нептуна
Одним из ярких примеров триумфа закона всемирного тяготения является открытие планеты Нептун. В 1781 г. английский астроном Вильям Гершель открыл планету Уран. Была вычислена ее орбита и составлена таблица положений этой планеты на много лет вперед. Однако проверка этой таблицы, проведенная в 1840 г., показала, что данные ее расходятся с действительностью
Ученые предположили, что отклонение в движении Урана вызвано притяжением неизвестной планеты, находящейся от Солнца еще дальше, чем Уран. Зная отклонения от расчетной траектории (возмущения движения Урана), англичанин Адамc и француз Леверрье, пользуясь законом всемирного тяготения, вычислили положение этой планеты на небе.
Адамc раньше закончил вычисления, но наблюдатели, которым он сообщил свои результаты, не торопились с проверкой. Тем временем Леверрье, закончив вычисления, указал немецкому астроному Галле место, где надо искать неизвестную планету. В первый же вечер, 28 сентября 1846 г., Галле, направив телескоп на указанное место, обнаружил новую планету. Ее назвали Нептуном.
Таким же образом 14 марта 1930 г. была открыта планета Плутон. Оба открытия, как говорят, были сделаны «на кончике пера».
В § 3.2 мы говорили, что закон всемирного тяготения Ньютон открыл, используя законы движения планет — законы Кеплера. Правильность открытого Ньютоном закона всемирного тяготения подтверждается и тем, что с помощью этого закона и второго закона Ньютона можно вывести законы Кеплера. Мы не будем приводить этот вывод.
При помощи закона всемирного тяготения можно вычислить массу планет и их спутников; объяснить такие явления, как приливы и отливы воды в океанах, и многое другое.
Гравитационной «тени» нет
Силы всемирного тяготения — самые универсальные из всех сил природы. Они действуют между любыми телами, обладающими массой, а массу имеют все тела. Для сил тяготения не существует никаких преград. Они действуют сквозь любые тела. Экраны из особых веществ, непроницаемых для гравитации (вроде «кеворита» из романа Г. Уэллса «Первые люди на Луне»), могут существовать только в воображении авторов научно-фантастических книг.
Стремительное развитие механики началось после открытия закона всемирного тяготения. Стало ясно, что одни и те же законы действуют на Земле и в космическом пространстве.
Понятие звезды
В среде астрономов звездами принято называть газовые массивные шары, излучающие свет и удерживающие равновесие при помощи сил собственного притяжения. В недрах звезд происходят реакции так называемого термоядерного синтеза, а температура там измеряется в миллионах кельвинов.
Как правило, звезды отличаются большим диаметром и высокой массой. Химический состав этих тел представляет собой набор весьма легких элементов, вес которых, как правило, составляет меньше веса гелия. Луна имеет шарообразную форму. В ее составе преобладают тяжелые элементы, например магний, титан, кремний, железо, натрий. Внутри нашего ночного светила не наблюдается никаких термоядерных реакций, температура Луны варьируется в широком диапазоне -160…+120 °С.
А где каналы?
Знаковым астрономическим событием 1877 года стало противостояние Марса. Так называется взаимное положение планет, при котором Солнце, Земля и наш космический сосед как бы выстроены в одну линию. Орбита Марса располагается дальше земной, так что один оборот он совершает почти за два года — 687 наших суток. Земля, двигаясь вокруг Солнца быстрее, будет регулярно перегонять Марс.
Но в этот год случилось так называемое великое противостояние. Оно происходит раз в 15–17 лет из-за того, что орбита Красной планеты несколько вытянута и иногда Земля догоняет соседа, когда он ближе всего подходит к Солнцу. Эти моменты оптимальны для наблюдения Марса или запуска туда космических аппаратов.
И вот, изучая Марс через телескоп, итальянский астроном Джованни Скиапарелли обнаружил странные длинные линии, образующие сложную сеть по всей планете между 60° северной и 60° южной широты. После, когда об открытии стало известно широкой публике, выяснилось, что подобные образования видят и многие другие ученые.
Так появился миф о существовании на Красной планете высокоразвитой цивилизации, которая, борясь с дефицитом воды, создала гигантскую сеть каналов для доставки влаги с полюсов в засушливые экваториальные области.
Особую роль в популяризации этих идей сыграл американский бизнесмен и астроном Персиваль Лоуэлл. Он проводил много времени, изучая Марс и собирая публикации других ученых. В результате Лоуэлл выпустил несколько книг со своими рассуждениями об особенностях марсианской цивилизации и даже предполагаемом строении местных жителей. К сожалению, многие выводы автора, весьма вольно обращавшегося с научными данными, были продиктованы исключительно его желанием непременно доказать, что соседняя планета обитаема.
Тамошняя цивилизация должна была намного превосходить нашу, поскольку им удалось покрыть буквально всю поверхность планеты каналами, которые, по мнению Лоуэлла, взору земных наблюдателей были недоступны: техника того времени этого не позволяла. А видят земляне лишь полосу орошенной и засаженной растениями почвы, в то время как сам канал узок и проходит посередине темной области. Каждую весну марсианская флора оживает, а потому в это время года там от полюса к экватору распространяется волна потемнения.
Интересно, что фотографии каналов было довольно сложно получить. Марс на них выглядел как яркий диск со светлыми и темными пятнами. Сторонники гипотезы объясняли это дрожанием земной атмосферы, из-за чего мелкие детали якобы смазывались при длительной выдержке. Но тем не менее количество каналов, которые видели наблюдатели, каждый раз выходило разным, и изготовить единую карту было проблематично. Тем более что не всем удавалось разглядеть их в принципе, даже через хорошие инструменты.
Видимые движения планет
Луна — это первое небесное тело, перемещение которого на фоне постоянного узора созвездий было отмечено людьми, ведь движется она довольно быстро, так что ее движение можно заметить буквально в течение одной ночи.
Каждый час Луна смещается относительно звезд на величину своего поперечника, разумеется участвуя вместе с ними и в суточном вращении вокруг полюса мира. Направление перемещения среди звезд противоположно направлению ее суточного вращения.
Труднее заметить подобное движение Солнца — ведь оно светит днем, а фон дневного неба слишком ярок, чтобы на нем можно было заметить слабые источники света — звезды (хотя они там присутствуют). Поэтому и нельзя прямо наблюдать перемещение Солнца среди них. Однако, наблюдая сезонные изменения ночного неба, люди поняли, что Солнце тоже перемещается относительно звезд — в ту же сторону, что и Луна, но гораздо медленнее.
Еще до этого открытия были обнаружены светила, и притом весьма яркие, чье движение среди звезд было несомненным. Их назвали планетами. Уже в римскую эпоху они получили имена богов и богинь римского пантеона — в полном соответствии с особенностями своего облика и движения.
Армиллярная сфера, отражающая движения небесных тел по Птолемею. Франция, конец XVIII в.
Движение планет среди звезд выглядит более сложным, чем перемещение Солнца и Луны. Двигаясь в том же направлении, что и наши главные светила, через некоторое время планета замедляет ход, затем останавливается, смещается в обратном направлении и после очередной остановки снова меняет направление движения на первоначальное. Движение с запада на восток называется прямым, с востока на запад — попятным, а моменты смены направления — стояниями. Если нанести этот путь на карту, получится петля.
Для объяснения таких необычных движений в свое время были придуманы весьма сложные механические системы. Над умами долго довлели религиозно-философские идеи об устройстве мира и его гармонии. В частности, совершенным движением, единственно достойным приложения к небесным объектам, считалось равномерное движение по окружности. Поэтому система александрийца Клавдия Птолемея, господствовавшая в науке много столетий, пыталась описать видимые движения планет как комбинацию таких равномерных движений по окружности. К тому же система эта была геоцентрической: в центре Вселенной помещалась неподвижная Земля; вокруг нее вращались даже не планеты, а центры окружностей, по которым равномерно двигались планеты. Но такая схема не могла точно описать видимое движение планет, и ее пришлось усложнять введением новых кругов. Потребовался гений Коперника и Кеплера, чтобы описать истинные движения планет вокруг Солнца.
Таким образом, когда Венера и Земля находятся примерно на одной прямой с Солнцем и по одну сторону от него, Венера обгоняет Землю в орбитальном движении и на небе Земли перемещается среди звезд попятным движением. Когда в такой ситуации оказываются Земля и Марс, уже Земля обгоняет своего внешнего соседа, и тот получает попятное движение на небе.
Небесная сфера, венчающая часы мирового времени в Берлине
Размеры петли зависят от расстояния между планетой и Землей: чем оно больше, тем петля меньше. Отметим еще, что планеты описывают петли, а не просто движутся туда-обратно по одной линии исключительно из-за того, что плоскости их орбит не совпадают с плоскостью эклиптики (т. е. плоскостью земной орбиты).
Если Луны не будет, Земля сойдет со своей оси
Это одна из самых страшных “космических баек” – если из равновесной системы Земля-Луна, убрать Луну, то Земля станет вращаться неконтролируемо (“вилять” на орбите) и жизнь на планете погибнет. И хотя в этом утверждении есть кое-какая правда, и Луна влияет на положение и на вращение Земли, но далеко не так кардинально.
Именно благодаря Луне, наша планета имеет наклон оси, почти не отклоняющийся от отметки в 23,5 градуса. И если бы не она, Земля действительно “качалась” бы при вращении значительно сильнее, а это, очень изменило бы и климат и природу смены времен года нашей планеты.
“Все что мы знаем о погоде сейчас, просто обесценилось бы”, – говорит Пол Саттер (Paul Sutter), астрофизик из Flatiron Institute. “Вполне возможно, что при другом угле наклона земной оси, в некоторые районы планеты солнце заглядывать практически перестанет, а в других, наоборот, наступит бесконечный полдень”.
К счастью, изменение наклона земной оси, процесс не быстрый – даже если Луна исчезнет прямо завтра, на наш век вполне хватит и привычных зим и теплых деньков. Глобальные изменения погоды накроют человечество не в один миг, и скорее всего этот процесс растянется на столетия – а за это время, человек успеет адаптироваться к новым условиям, такова уж его природа.
К сожалению, нельзя сказать то же самое про многие тысячи виды животных и птиц. Они-то эволюционировали в течение миллионов лет, чтобы приспособится к условиям своих мест обитания, климату и продолжительности светового дня. Если условия поменяются быстро (с точки зрения выживаемости вида, а не продолжительности жизни отдельного его представителя), многие из них окажутся в крайне незавидном положении.
Поверхность Луны поражает количеством кратеров – но это нормально для места, где время остановилось 4 миллиарда лет назад, Земля в то же время получила не меньше «космических подарков», но будучи «живым» миром, смогла так залечить былые раны, что и следов не осталось
Закон притяжения успеха. Как действует закон притяжения
Этот закон является универсальным и реальным, следуя которому мысли человека превращаются в магнит. Поэтому, если в голове засела одна мысль, то к ней будут привлекаться и другие, похожие мысли. И если в голове будет много мыслей, то магнетизм человека только усиливается, все, о чем вы думаете, воплощается в реальность.
По закону Притяжения существует одно правило: подобное притягивает подобное. Например, если человек думает «я постоянно болею» или «я несчастливый и у меня не будет счастья», то со временем все это будет привлекаться в жизнь. Ведь закон Притяжения не различает, где добро, а где зло, он возвращает человеку все, что он посылал Вселенной. Некоторые люди считают, что они хорошо делают, когда думают: «Я не хочу болеть никогда», однако, в реальности, данное заявление отрицательное. Ведь в этой ситуации мысли запрограммированы на плохое самочувствие, они подхватываются вселенной и возвращаются в окружающий вас мир.
По чувствам можно определить, где работают энергетические вибрации. Например, если вы говорите: «Я не желаю того, чтобы мои деньги заканчивались», в реальности вы боитесь того, что деньги закончатся. Ведь вселенная отражает все ваши эмоции. Поэтому для реализации ваших целей мысли, действия, слова и чувства должны быть правильными. Для того чтобы деньги никогда не кончались, нужно постоянно говорить так: «Я счастлив, доволен и благодарен за то, что у меня есть много денег». Вспомните тот жизненный момент, когда у вас было много денег, как вы их считаете, наслаждаетесь шелестом, трогаете, испытайте это приятное чувство. Только, ощущая свою мечту, произойдет согласование поставленной цели и своей энергии.
После того, как вы станете наблюдать за своими мыслями, самые негативные из них уйдут, несмотря на то, что они казались позитивными. Постоянно используйте полученные знания и меняйте ход своих мыслей. Ведь изменение мыслей положительно скажется на человеке и подарит самые позитивные эмоции.
Сущность закона
Классическая механика, частью которой является теория Ньютона, описывает движение физических объектов во Вселенной. Объясняет, как взаимодействуют предметы при столкновении, при скатывании с наклонной плоскости, каким образом работают механизмы с шестерёнками и блоками и т. д. Данная модель была общепризнанной в XVII-XIX вв., её точности хватало для любых задач, возникавших перед людьми, таких как постройка зданий и создание механизмов. По сей день классическая механика изучается в школах и закладывает основы для дальнейшего образования инженеров и учёных.
Стоит отметить, что ньютоновский закон всемирного притяжения не объясняет природу возникновения гравитации, а всего лишь устанавливает количественные закономерности.
Описывается данное взаимодействие с помощью формулы:
, где:
m1 и m2 – масса первого и второго тела соответственно;
r – расстояние между их центрами тяжести;
G – гравитационная постоянная.
Измеряется сила гравитации в Ньютонах.
Гравитационная постоянная равна:
Малая величина гравитационной постоянной отражает низкую интенсивность взаимодействия, сила которого возрастает только при очень больших массах.
Это интересно: 1359,Закон всемирного тяготения: изучаем со всех сторон
Карликовые планеты
Возможна ли искусственная гравитация
Кто открыл Закон всемирного тяготения
Прежде чем приводить примеры силы всемирного тяготения, расскажем кратко, кому приписывают ее открытие.
С давних времен люди наблюдали за звездами и планетами и знали, что они движутся по определенным траекториям. Кроме того, любой человек, не обладающий специальными знаниями, понимал, что как бы далеко и высоко он не бросал камень или другой предмет, тот всегда падал на землю. Но ни один из людей даже не догадывался, что процессами на Земле и небесными телами управляет один и тот же природный закон.
В 1687 году сэр Исаак Ньютон опубликовал научный труд, в котором впервые изложил математическую формулировку Закона всемирного тяготения. Конечно же, Ньютон не самостоятельно пришел к этой формулировке, что признавал лично. Он использовал некоторые идеи своих современников (например, существование обратной пропорциональности от квадрата расстояния силы притяжения между телами), а также накопленный экспериментальный опыт о траекториях движения планет (три закона Кеплера). Гений Ньютона проявил себя в том, что проанализировав весь имеющийся опыт, ученый смог его оформить в виде стройной и практически пригодной теории.