Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hvad er gravitationsstyrken på jorden under en solformørkelse?

Under påvirkning af tyngdekraften har jorden bundet om solen i nogle få milliarder år. Månen har kørt rundt i jorden i næsten lige så lang tid. Som de kredser om, stikker solen, månen og jorden hele tiden op. Månens positionering nøjagtigt mellem solen og Jorden resulterer i en solformørkelse. Og når Jorden er lige mellem solen og månen, er det en måneformørkning. Selvom formørkninger ser dramatisk ud, har de ingen indflydelse på tyngdekraften. Den eneste forskel i tyngdekraften under solformørkelsen er, at månen og solen både trækker på Jorden fra samme side - men det gør virkelig ingen forskel på nogen målelig måde.

Gravity

Hvert objekt i universet tiltrækker alle andre objekter i universet. Det var Isaac Newtons opdagelse med loven om universel gravitation. Det er en matematisk redegørelse for gravitationsstyrkenes størrelse. Newtons ligning for universel tyngdekraften siger, at kraften af ​​gravitationsattraktion mellem to objekter er lig med en gravitationskonstant gange massen af ​​den første genstand gange massen af ​​den anden, alle divideret med kvadratet af afstanden mellem dem.
< h2> Earth, Sun og Moon

Den gennemsnitlige afstand mellem jorden og solen er 150 billioner meter eller 1,5 x 10 ^ 11 meter. Solens masse er 1,99 x 10 ^ 30 kg, mens jorden vejer ind på 6,0 x 10 ^ 24 kg. Gravitationskonstanten er 6,67 x 10 ^ -11 meter ^ 3 /(kilogram - sekund ^ 2). Så trækker jorden og solen på hinanden med en kraft svarende til 3,52 x 10 ^ 22 newtons. Newton er en kraftenhed svarende til et kilogrammeter /sekund ^ 2. En newton er lig med 0,22 af den sjældent brugte engelske enhed kaldet pundkraft, så 3,52 x 10 ^ 22 newtons er 7,9 x 10 ^ 21 pund-kraft.

Den gennemsnitlige afstand mellem jorden og månen er 380 millioner meter og månens masse er 7,35 x 10 ^ 22 kg, så kraften mellem månen og jorden er 2,03 x 10 ^ 20 newtons (4,5 x 10 ^ 19 pund-kraft). Dvs. gravitationsstyrken mellem jorden og månen er omkring halvdelen af ​​kraften mellem jorden og solen.

Under formørkelser

Under en solformørkelse trækkes månen og solen line op, så Jorden føles en kombineret kraft på 3,54 x 10 ^ 22 newtons (7,96 x 10 ^ 21 pund-kraft) i retning af solen. Under en måneformørkelse trækker månen i modsat retning som solen, hvilket skaber en netto kraft på 3,50 x 10 ^ 22 newtons (7.87 x 10 ^ 21 pund-kraft) i retning af solen. sætte dette i perspektiv, i løbet af et år bringer den elliptiske form af jordens kredsløb den tættere og længere væk fra solen. Når sol og jord er tættest, er gravitationsattraktionen mellem dem 3,67 x 10 ^ 22 newtons (8,25 x 10 ^ 21 pund-kraft), og når de er længst, er tiltrækningen 3,43 x 10 ^ 22 newtons (7,71 x 10 ^ 21 pund-kraft). Det vil sige, den normale årlige variation i gravitationsstyrken i løbet af et år er mere end 10 gange så meget som forandringen på grund af månens position under formørkelser.

Gravity on you

Måske et endnu mere interessant spørgsmål indebærer virkningen af ​​gravitationsstyrken på dig selv under solopformering. Træk af solen på dig er omkring 0,0603 procent af jordens træk på dig. Månens træk er ca. 0,0003 procent af Jordens gravitationstræk. Så hvis du vejer 68 kg (150 pund) ved middagstid under en solformørkelse - eller i en nymåne - vil du veje 0,6 gram (to hundredendedele af en ounce) mindre end du ville ved middagstid, når den er fuld månen.

Klik for at udvide hele teksten