Чому на землю не падає місяць? Чому місяць не падає на землю
Чому Місяць не падає на Сонце?
Місяць падає на Сонце так само, як і на Землю, тобто лише настільки, щоб залишатися приблизно на одній відстані, звертаючись навколо Сонця.
Навколо Сонця звертається Земля разом зі своїм супутником - Місяцем, значить, і Місяць звертається навколо Сонця.
Виникає таке питання: Місяць не падає на Землю, тому що, маючи початкову швидкість, рухається за інерцією. Але за третім законом Ньютона сили, з якими два тіла діють один на одного, рівні за величиною і протилежно спрямовані. Тому, з якою силою Земля притягує до себе Місяць, з такою ж силою Місяць притягує Землю. Чому ж Земля не падає на Місяць? Чи вона теж звертається навколо Місяця?
Справа в тому, що і Місяць, і Земля звертаються навколо загального центру мас, або, спрощуючи, можна сказати, навколо загального центру тяжкості. Згадайте досвід з кульками і відцентровою машиною. Маса однієї з кульок вдвічі більша за масу іншої. Щоб кульки, пов'язані ниткою, при обертанні залишалися в рівновазі щодо осі обертання, їх відстані від осі, або центру обертання, повинні бути обернено пропорційні масам. Точка, або центр, навколо якого звертаються ці кульки, називається центром мас двох кульок.
Третій закон Ньютона в досвіді з кульками не порушується: сили, з якими кульки тягнуть один одного до загального центру мас, рівні. У системі Земля - Місяць загальний центр мас обертається навколо Сонця.
Чи можна силу, з якою Земля притягує Місяць, назвати вагою Місяця?
Ні, не можна. Вагом тіла ми називаємо викликану притягненням Землі силу, з якої тіло тисне на якусь опору: чашку терезів, наприклад, або розтягує пружину динамометра. Якщо підкласти під Місяць (з боку, зверненої до Землі) підставку, то Місяць на неї не тиснутиме. Не Місяць розтягуватиме і пружину динамо-метра, якби змогли її підвісити. Вся дія сили тяжіння Місяця Землею виражається лише у утриманні Місяця на ор-біті, у повідомленні їй центро-стрімкого прискорення. Про Місяць можна сказати, що стосовно Землі вона невесома так само, як невагомі предмети в космічному кораблі-супутнику, коли припиняється робота двигуна і на корабель діє тільки сила тяжіння до Землі, але цю силу не можна називати вагою . Всі предмети, що випускаються космонавтами з рук (авторучка, блокнот), не падають, а вільно парять усередині кабіни. Всі тіла, що знаходяться на Місяці, по відношенню до Місяця, звичайно, вагомі і впадуть на її поверхню, якщо не будуть чимось утримуватися, але по відношенню до Землі ці тіла будуть невагомі і впасти на Землю не можуть .
Чи є відцентрова сила в системі Земля - Місяць, на що вона діє?
У системі Земля - Місяць сили взаємного тяжіння Землі та Місяця рівні та протилежно спрямовані, а саме до центру мас. Обидві ці сили відцентрові. Відцентрової сили тут немає.
Відстань від Землі до Місяця дорівнює приблизно 384 000 км.Відношення маси Місяця до маси Землі дорівнює 1/81. Отже, відстані від центру мас до центрів Місяця та Землі будуть обернено пропорційні цим числам. Розділивши 384 000 кмна 81, отримаємо приблизно 4700 км.Значить, центр ваги знаходиться на відстані 4 700 кмвід центру Землі.
Радіус Землі дорівнює Близько 6400 км.Отже, центр мас системи Земля - Місяць лежить усередині земної кулі. Тому, якщо не гнатися за точністю, можна говорити про навернення Місяця навколо Землі.
Легше відлетіти із Землі на Місяць чи з Місяця Землю, т.к. відомо, щоб ракета стала штучним супутником Землі, їй треба повідомити початкову швидкість? 8 км/сек. Щоб ракета вийшла зі сфери тяжіння Землі, потрібна так звана друга космічна швидкість, що дорівнює 11,2 км/сек.Для запуску ракет із Місяця необхідна менша швидкість т.к. сила тяжіння на Місяці у шість разів менше, ніж на Землі.
Тіла всередині ракети стають невагомими з того моменту, коли припиняють роботу двигуни і ракета буде вільно летіти по орбіті навколо Землі, перебуваючи при цьому в полі тяжіння Землі. При вільному польоті навколо Землі і супутник, і всі предмети в ньому щодо центру маси Землі рухаються з однаковим доцентровим прискоренням і тому невагомі.
Як рухалися не пов'язані ниткою кульки на відцентровій машині: по радіо або по дотичній до кола? Відповідь залежить від вибору системи відліку, т. е. щодо якого тіла відліку ми будемо розглядати рух кульок. Якщо за систему відліку прийняти поверхню столу, то кульки рухалися по дотичних до окружностей, що описуються ними. Якщо ж прийняти за систему відліку сам прилад, що обертається, то кульки рухалися по радіусу. Без зазначення системи відліку питання руху взагалі немає сенсу. Рухатися - означає переміщатися щодо інших тіл, і ми повинні обов'язково вказати, щодо яких саме.
Актуальність:
12 квітня наша країна згадує грандіозну подію – політ людини у космос. На уроках ми також обговорювали тему космосу, малювали малюнки. І вчителька попросила нас підготувати цікаві доповіді про космос. Тому я вибрав саме цю тему, бо мені це цікаво. І напередодні цього свята “Дня космонавтики” для нас це актуально, гадаю, що вас зацікавить.
Мої припущення:
Вдома я дістав енциклопедію ” Небесні тіла” і почав читати. Тут я спитав себе, а може Місяць на нас впасти? Я відповів, що, мабуть, Місяць впаде, якщо наблизиться до Землі. А, можливо, її щось тримає із Землею, тому вона не падає і нікуди не відлітає.
Мета та завдання моєї роботи:
Я вирішив докладніше вивчити літературу, як Місяць утворився, як впливає на Землю, що її пов'язує із Землею, і чому Місяць не відлітає в космос і не падає на Землю. І ось що я довідався.
Вступ
В астрономії супутником називається тіло, яке обертається навколо великого за розмірами тіла та утримується силою його тяжіння. Місяць – супутник Землі. Земля-супутник Сонця. Місяць – тверде, холодне, кулясте небесне тіло, яке в 4 рази менше за Землю.
Місяць - найближче до Землі небесне тіло. Якби було можливо, то турист йшов би до Місяця 40 років
Система Земля – Місяць – унікальна у Сонячній системі, тому що жодна планета не має такого великого супутника. Місяць – єдиний супутник Землі.
Вона видно неозброєним оком краще, ніж будь-яка планета в телескоп. Багато загадок таїть у собі наш супутник.
Місяць – це поки що єдине космічне тіло, на якому побувала людина. Місяць обертається навколо Землі так само, як Земля обертається навколо Сонця (див. рис. 1).
Відстань між центрами Місяця та Землі приблизно 384467 км.
Як виглядає Місяць?
Місяць зовсім не схожий на Землю. Там немає ні повітря, ні води, ні життя. Концентрація газів біля поверхні Місяця рівноцінна глибокому вакууму. Через відсутність атмосфери її похмурі курні простори розжарюються вдень до + 120 °С і промерзають вночі або просто в тіні до - 160 °С. Небо на Місяці завжди чорне, навіть увечері. Величезний диск Землі виглядає з Місяця більше ніж у 3,5 рази, ніж Місяць із Землі, і висить у небі майже нерухомо (див. рис. 2).
Вся поверхня Місяця порита лійками, які називають кратерами. Ти можеш побачити їх, придивившись до Місяця в ясну ніч. Деякі кратери такі великі, що в них могло б уміститися величезне місто. Основні варіанти утворення кратерів дві – вулканічна та метеоритна.
Поверхня Місяця можна розділити на два типи: дуже стара гориста місцевість (місячний материк) і відносно гладкі та молодші місячні моря.
Місячні моря, які становлять приблизно 16 % усієї поверхні Місяця, - це величезні кратери, що виникли в результаті зіткнення з небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкою лавою. Місячним морям були дані назви: Море Криз, Море достатку, Море Спокою, Море Дощів, Море Хмар, Море Москви та інші.
Порівняно із Землею Місяць дуже маленький. Радіус Місяця дорівнює 1738 км, об'єм Місяця становить 2% від об'єму Землі, а площа – приблизно 7,5%.
Як утворився Місяць?
Місяць та Земля – майже ровесники. Ось одна з версій освіти Місяця.
1. Незабаром після утворення Землі до неї врізалося величезне небесне тіло.
2. Від удару воно розлетілося на безліч уламків.
3. Під впливом гравітації (тяжіння) Землі осколки стали звертатися навколо неї.
4. З часом осколки зібралися разом, і з них утворився Місяць.
Фази Місяця
Місяць щодня змінює свій вигляд. Спочатку вузький серп, потім Місяць повніє і за кілька днів стає круглим. Ще кілька днів повний Місяць поступово стає дедалі менше і знову стає схожим на серп. Серп Місяця часто називають місяцем. Якщо серп повернутий опуклістю вліво, як буква ”С”, то кажуть, що Місяць “старіє”. Через 14 діб та 19 годин після повного місяця старий місяць зникне зовсім. Місяць не видно. Таку фазу Місяця називають "молодиком". Потім поступово Місяць із вузького серпа, повернутого вправо, перетворюється знову на повний Місяць.
Щоб місяць знову ”виріс”, потрібен такий самий проміжок часу: 14 діб та 19 годин. Зміна образу Місяця, тобто. зміна місячних фаз, від повного місяця до повного місяця відбувається кожні чотири тижні, точніше за 29 з половиною доби. Це місячний місяць. Він послужив основою складання місячного календаря. Під час повного місяця Місяць повернуто до Землі освітленою стороною, а під час молодика – неосвітленою стороною. Звертаючись навколо Землі, місяць повертається до неї то повністю освітленою поверхнею, частково освітленою поверхнею, то темною. Саме тому протягом місяця безперервно змінюється вигляд Місяця.
Припливи та відливи
Гравітаційні сили між Землею та Місяцем викликають деякі цікаві ефекти. Найбільш відомий з них – морські припливи та відливи. Різниця рівнів припливу та відливу на відкритих просторах океану невелика і становить 30-40 см. Однак поблизу берегів внаслідок набігу приливної хвилі на тверде дно, приливна хвиля збільшує висоту так само, як звичайні вітрові хвилі прибою.
Враховуючи напрямок обертання Місяця навколо Землі, можна скласти картину проходження приливної хвилі по океану. Максимальна амплітуда приливної хвилі на Землі спостерігається у затоці Фанді у Канаді та становить 18 метрів.
Дослідження Місяця
Місяць привертав увагу людей з давніх часів. Винахід телескопів дозволило розрізняти дрібніші деталі рельєфу (форма поверхні) Місяця. Одну з перших місячних карт склав Джованні Річчіолі в 1651, він же дав назви великим темним областям, іменувавши їх "морями", чим ми і користуємося досі. У 1881 Жюль Янссен склав детальний "Фотографічний атлас Місяця".
З початком космічної ери кількість наших знань про Місяць значно побільшало. Вперше Місяць відвідав радянський космічний корабель "Луна-2" 13 вересня 1959 року.
Вперше вдалося заглянути на зворотний бікМісяця в 1959 році, коли радянська станція "Місяць-3" пролетіла над нею і сфотографувала невидиму із Землі частину її поверхні.
Американська програма пілотованого польоту на Місяць називалася "Аполлон".
Перша посадка відбулася 20 липня 1969 року, а першою людиною, що ступила на поверхню Місяця, став американець Ніл Армстронг. На Місяці побували шість експедицій, але востаннє це було далекого 1972 року, оскільки експедиції дуже дорогі. Щоразу на неї висаджувалися дві людини, які проводили на Місяці до трьох діб. Нині готуються нові експедиції.
Чому ж Місяць не падає на Землю?
Місяць моментально впав би на Землю, якби був нерухомим. Але Місяць не стоїть на місці, він обертається навколо Землі.
Коли ми кидаємо об'єкт, такий як тенісний м'яч сила тяжіння тягне його до центру землі. Навіть кинутий з великою швидкістю тенісний м'яч все одно впаде на землю, але картина зміниться якщо об'єкт знаходиться набагато далі і рухається набагато швидше.
Мій досвід:
Я поставив це питання своєму батькові, і він пояснив мені на простому прикладі. Ми прив'язали на нитку звичайну гумку. Уявіть собі, що ви – це Земля, а гумка – місяць, і почніть її розкручувати. Гумка на нитці буде прямо-таки вириватися з вашої руки, але нитка його не пустить. Місяць так далеко і рухається так швидко, що падіння вниз ніколи не відбувається в одному напрямку. Навіть падаючи постійно, місяць ніколи не впаде на землю. Натомість вона рухається навколо землі постійним шляхом.
Якщо ми обертатимемо гумку дуже сильно, то нитка порветься, а якщо повільно то гумка впаде.
Робимо висновок: якби місяць рухався ще швидше, то він подолав би тяжіння землі і полетів у космос, якби місяць рухався повільніше, сила тяжіння притягла б її до землі. Цей точний баланс швидкості тяжіння створює те, що ми називаємо орбітою, де найменше небесне тіло постійно обертається навколо більшого.
Сила, яка не дає Місяцю “втекти” під час обертання – це сила тяжіння Землі. А сила, яка не дає Місяцю впасти на Землю – це відцентрова сила, що виникає при обертанні Місяця навколо Землі.
Звертаючись навколо Землі, Місяць рухається по орбіті зі швидкістю 1 км/сек, тобто досить повільно, щоб не залишити свою орбіту і "полетіти" в космос, але й досить швидко, щоб не впасти на Землю.
Між іншим...
Ви здивуєтеся, але насправді Місяць... віддаляється від Землі зі швидкістю 3-4 см на рік! Рух Місяця навколо Землі можна уявити як спіраль, що повільно розкручується. Причиною такої траєкторії Місяця є Сонце, яке притягує Місяць вдвічі сильніше, ніж Земля.
Чому ж тоді Місяць не падає на Сонце? А тому що Місяць разом із Землею обертається, у свою чергу, навколо Сонця, і приваблива дія Сонця без залишку витрачається на те, щоб постійно переводити обидва ці тіла з прямого шляхуна викривлену орбіту.
- Місяць не світиться, він лише відображає падаючий на неї. сонячне світло;
– Місяць обертається навколо своєї осі за 27 земних діб; за цей час вона робить один оборот навколо Землі;
– Місяць, обертаючись навколо землі, завжди звернений до нас однією стороною, зворотний її бік залишається для нас невидимим;
– Місяць, рухаючись своєю орбітою, поступово віддаляється від Землі приблизно на 4 см. на рік.
– Сила тяжіння на Місяці у 6 разів менша, ніж на Землі.
Тому злетіти ракеті з Місяця набагато легше, ніж із Землі.
Можливо, скоро в далекі міжпланетні рейси. космічні кораблівирушатимуть не з Землі, а з Місяця.
З початком нинішнього століття Китай оголосив про свою готовність досліджувати Місяць, а також збудувати там кілька місячних баз, що мешкають. Після цієї заяви космічні організації провідних країн, зокрема США (НАСА) і ЄКА (Європейське Космічне Агентство) знову розгорнули свої космічні програми.
Що з цього вийде?
Подивимося у 2020 році. Саме на цей рік Дж.Бушем було заплановано висаджувати людей на Місяць. Ця дата випереджає Китай на цілих десять років, тому що в їхній космічній програмі було сказано, що створення місячних баз і висадка на них людей відбудеться лише в 2030 році.
Місяць є найбільш дослідженим небесним тілом, але для людини він таїть у собі ще дуже багато загадок: можливо, він є базою позаземних цивілізацій, можливо життя на Землі було б зовсім іншим, якби не було Місяця, можливо в майбутньому людина оселиться і на Місяці ...
Висновки:
Отже, ми з'ясували, що Місяць – це природний супутник Землі, він обертається навколо нашої планети і разом із Землею рухається орбітою навколо Сонця;
- питання про походження Місяця досі залишається спірним;
- Зміни форми Місяця називаються фазами. Вони існують лише для нас,
Одне з моїх припущень виявилося вірним, Місяць дійсно щось тримає, і це сила тяжіння Землі і відцентрова сила.
А моє інше припущення, що Місяць впаде, якщо наблизиться до Землі не зовсім вірне. Місяць впаде на Землю тоді, коли Місяць перестане обертатися, буде нерухомим, тоді й не спрацює відцентрова сила.
Вивчаючи енциклопедії та інтернет, я дізнався багато нового та цікавого. Обов'язково поділюсь цими відкриттями з однокласниками на уроці світ довкола себе.
Нам вдалося розгадати деякі загадки Місяця, але від цього він не став менш цікавим і привабливим!
Використана література:
1. “Космос. Надновий атлас Всесвіту”, М., ”Ексмо”, 2006р.
2. Нова шкільна енциклопедія"Небесні тіла", М., "Росмен", 2005р
3. "Чомучка" Дитяча енциклопедія, М., "Росмен", 2005р.
4. Що таке? Хто такий?" дитяча енциклопедія, М., "Педагогіка -
Прес“1995 р.
5. Інтернет - довідники, картинки про космос.
Виконав:учень 3Б класу
Халіулін Ільдар
Керівник:Сакаєва Г.Ч.
МОУ ЗОШ №79, м. Уфа
При спогляданні нічного неба мимоволі замислюєшся, чому на Землю не падає Місяць, який у кілька разів менший за саму планету. Супутник постає наш погляд у різних обличчях – як місяця, диска, півкола, але продовжує залишатися на небі. У чому секрет?
Наша планета – не єдиний об'єкт, що притягує.
Нічне світило не летить у відкритий через земне тяжіння. Відповідно до закону Ньютона, тіло під впливом цієї сили падає. Однак із супутником нашої планети цього не відбувається тому, що на нього впливає й інший об'єкт – .
Виходить, що планета та головне світило діють на «проміжне» космічне тіло у двох протилежних напрямках. При цьому сила, що виходить від Сонця, набагато більша. Крім цього, падіння природного супутника стає неможливим через його рух. Швидкість чимала – 1 км/сек.
Якщо наша зірка сильніша, чому Місяць не падає на нього
Невже могутнє світило неспроможна остаточно притягнути себе порівняно маленький об'єкт? Може. Але вирішальну роль відіграє відстань. Місяць розташований набагато ближче до нашої планети, ніж до Сонця. Різниця на відстані врівноважує тяжіння двох космічних тіл.
Таке пояснення, чому на Землю не падає Місяць. До речі, вчені з'ясували, що нічне світило потроху віддаляється від планети, де ми живемо. Відстань між цими тілами збільшується незначно – приблизно на 4 см на рік, які мізерно малі щодо людського життя. Але з кожним сантиметром вплив Землі на Місяць зменшується, а Сонце притягує до себе все сильніше.
З усього, можна зробити висновок, що на нічне світило діє кілька сил (тяжіння і відцентрова), що призводить до врівноваження сил, від цього наш супутник не падає на нас і не відлітає в космос. Проте такі сили діють на всі об'єкти Сонячної системи, що призводить до «гармонії», яку досить складно зламати.
А поки що ми можемо легко спостерігати вночі та ввечері звичний жовтий диск. Цариця ночі незмінно обертається навколо нашого спільного будинку. Водночас ця пара описує траєкторію навколо центрального світила.
Згідно Закону всесвітнього тяжінняНьютона, всі матеріальні об'єкти притягуються один до одного, з силою, прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними. Ну, особливо не вдумуйтесь. Я знаю, як ви це робити не любите. Далі я все докладно поясню! Отже, врахуйте, що коли ви підстрибуєте, Земля притягує вас назад, теж відбувається і з Землею, ви теж її притягуєте. Але цього не помітно, тому що ваша маса мізерно мала в порівнянні з земною масою!
Тепер давайте все приберемо: повітря, Сонце, супутники, інші системи та об'єкти всесвіту. Залишимо лише експериментальні Місяць та Землю! 
Ви думаєте, що в такій ідеальній системі, Місяць таки зіткнеться із Землею?
Ну в принципі, так і має статися, спираючись на вищенаведений закон, Земля повинна притягнути до себе Місяць, Місяць притягнути до себе Землю, і вони об'єднаються в одне щось! Але ж цього не відбувається! Щось заважає! Тепер додамо до нашої системи мене! Ну і ще, наочності дамо мені в руку камінь! (так треба) 
Зауважте, що я вже знаходжусь на Землі, мене притягло і ніяк не відчепитися від неї! А камінь у моїй руці все ще тягнеться до Землі, але я йому не даю притягнутися... Зларадію над Землею.
Отже, експеримент:
Я запускаю камінь з усієї сили вздовж Землі! 
Він пролітає якусь відстань і полетів би з радістю в іншу сонячну системуЯкби підступна Земля не почала його притягувати. Він не зміг чинити опір цьому закону всесвітнього тяжіння. Від якого ще Ньютон постраждав. Напевно яблуко йому непогану шишку набило! Щоб його...
Тепер цей камінь я запускаю ще з більшою силою... Ну, коротше, з усією силою як запулив! 
Він облетів майже половину Землі. Але все одно Земля виявилася сильнішою і притягнула його!
І що ж ви думаєте?
На цьому я не заспокоюся, тепер камінь запустив зі швидкістю майже 8000 м/c.
Летить собі камінь і думає: "Нарешті я віддаляюся від цієї здоровенної планети ... Чи ні? ... ААААААААА Вона знову мене до себе притягує ...!" 
Не встиг я озирнутися, як мій камінь летить до мене в потилицю... А як пригнуся? ... Очевидно, що полетить далі на наступний виток!
Залишилося тільки надати каменю другу космічну і побачимо... 
...Як камінь покине орбіту, а можливо, і сонячну систему, якщо ніхто, звичайно, інший його не притягне!
Ось так то!
Сонце виявляється тут і ні до чого! А Місяць - це той самий камінь, і якщо його пригальмувати, він неодмінно впаде на Землю!
