В одной из прошлых статей мы выяснили, почему планеты и спутники движутся по кругу и почему они не разбегаются. Всё дело в гравитационном «колодце», по краям которого движется, например, Земля. Сейчас обсудим ещё несколько вопросов, касательно силы гравитации и силы притяжения.
Почему планеты не падают на Солнце?
Почему Луна не падает на Землю? Иными словами: почему гравитация не срабатывает фатально, а лишь может удержать объекты рядом? Как принято говорить в науке, на самом деле планеты падают на Солнце, просто из-за высокой скорости они промахиваются и продолжают движение по орбите. Да, понятно не сразу. Обратимся к примерам из жизни.
Рулетка в казино. Сразу после того, как шарик запускают крутиться, он ещё бегает по орбите. Но со временем, из-за трения, его скорость падает и он скатывается в одну из ячеек. «34 красное! Как жаль, что вы ставили на зеро. Ставка не сыграла». Или же вы стоите у лужи, в ваших руках кирпич. Задача – перекинуть кирпич через лужу. Если вы просто его отпустите, он упадёт в воду. Если бросите не достаточно сильно, он не перелетит лужу и тоже упадёт в воду. Но при достаточной силе броска кирпич перелетит через неё и «не упадёт на Солнце». В космосе нет воздуха, поэтому нет и трения. И планеты, не теряя своей скорости, пролетают «точку падения на Солнце» и остаются на своих орбитах вот уже 4,5 млрд лет.
Какая гравитация у Земли?
Довольно сильная, по сравнению с человеком, но очень слабая, по сравнению с Солнцем. Как и говорил Эйнштейн – всё относительно. Но если набрать достаточную скорость, то можно выйти на орбиту планеты. Для Земли эта скорость равна 7,9 км/сек. И это называется первая космическая скорость. Тело, которое двигается по орбите Земли с такой скоростью, рано или поздно упадёт на её поверхность.
С какой скоростью нужно запустить предмет в небо, чтобы он не вернулся на Землю?
Со скоростью 11,2 км/сек. И это вторая космическая скорость – скорость, достигая которую можно преодолеть гравитационное воздействие планеты и отправиться к другим планетам.
Могут ли гравитационные воронки пересекаться, а гравитационные силы разных объектов складываться?
Да, так и происходит. Пока мы на Земле, напрямую мы не ощущаем гравитацию Солнца. Но ведь она действует на Землю, а значит действует и на нас. Гравитационное воздействие очень похоже на круги на воде – чем дальше от источника гравитации, тем сила притяжения слабее. Поэтому мы ощущаем притяжение только ближнего тела, Земли. Но когда искусственный спутник достигает второй космической скорости и вырывается из лап гравитации Земли, он ещё остаётся под действием гравитации Солнца, находится на его орбите, как и другие планеты и спутники. Если такой спутник включит систему торможения и остановится, то он не останется на вечно замершим в одной точке, его притянет Солнце и он выйдет на его эллиптическую орбиту.
В следующий раз мы поговорим о действительно сильных гравитационных силах, высоких скоростях и казусах орбит.