Чому Земля не відлітає від Сонця, якщо летить зі швидкістю майже 30 км/с?
Багато хто чув про три космічні швидкості:
Зазвичай пояснюють так: при першій космічній швидкості тіло стає супутником Землі, при другій залишає Землю, а при третій — залишає Сонячну систему.
Але тоді виникає цілком логічне запитання.
Якщо Земля сама рухається навколо Сонця зі швидкістю майже 30 км/с, тобто значно швидше за третю космічну швидкість, чому вона не відлітає від Сонця?
На перший погляд це здається суперечністю. Насправді жодної суперечності немає.
Космічні швидкості вимірюються відносно Землі
Перша, друга і третя космічні швидкості — це швидкості, які потрібно надати космічному апарату відносно Землі.
Перша космічна (7,9 км/с) дозволяє вийти на орбіту навколо Землі.
Друга космічна (11,2 км/с) дає змогу назавжди покинути земне тяжіння.
Третя космічна (16,7 км/с) дозволяє після виходу із земного тяжіння залишити ще й Сонячну систему.
Отже, ці величини не можна безпосередньо порівнювати зі швидкістю руху Землі навколо Сонця.
Чому Земля не падає на Сонце?
Земля рухається навколо Сонця зі швидкістю приблизно 29,8 км/с.
Проте швидкість сама по собі не визначає, чи тіло віддаляється від Сонця. Важливий також напрямок руху.
Сила тяжіння Сонця постійно притягує Землю до себе, але Земля водночас рухається вперед із великою швидкістю. У результаті вона безперервно «падає» до Сонця, але весь час промахується повз нього. Саме так утворюється орбіта.
Добре уявити це на прикладі каменя, прив'язаного до мотузки. Якщо швидко розкрутити камінь, він рухається з великою швидкістю, але не відлітає. Мотузка постійно змінює напрямок його руху. Для Землі роль такої «мотузки» виконує гравітація Сонця.
Якої швидкості не вистачає Землі?
На відстані земної орбіти швидкість втечі від Сонця становить приблизно 42 км/с.
Оскільки Земля рухається зі швидкістю близько 30 км/с, їй бракує приблизно 12 км/с, щоб назавжди залишити Сонячну систему.
Саме тому Земля залишається на своїй орбіті вже понад 4,5 мільярда років.
Яка планета рухається найшвидше?
Чим ближче планета до Сонця, тим сильніше його тяжіння і тим швидше вона повинна рухатися.
Середні орбітальні швидкості планет:
Меркурій — 47,4 км/с;
Венера — 35,0 км/с;
Земля — 29,8 км/с;
Марс — 24,1 км/с;
Юпітер — 13,1 км/с;
Сатурн — 9,7 км/с;
Уран — 6,8 км/с;
Нептун — 5,4 км/с.
Найшвидше рухається Меркурій. Попри швидкість майже 47 км/с, він також не відлітає від Сонця, адже перебуває глибше в його гравітаційному полі.
Цікавий факт
Коли космічний корабель стартує із Землі, він уже має швидкість Землі — майже 30 км/с відносно Сонця. Тому ракеті не потрібно розганятися до 42 км/с «з нуля». Достатньо надати апарату додаткову швидкість, щоб після виходу із земного тяжіння він перевищив швидкість втечі від Сонця.
Саме за таким принципом були запущені міжпланетні апарати, які сьогодні вже покинули межі Сонячної системи.
Висновок
Велика швидкість сама по собі не означає, що небесне тіло залишить свою орбіту. Вирішальне значення мають одночасно швидкість, напрямок руху та сила тяжіння.
Саме завдяки цьому Земля, рухаючись навколо Сонця зі швидкістю майже 30 км/с, не відлітає у космос, а стабільно обертається навколо нашої зорі, забезпечуючи умови для існування життя.
Немає коментарів:
Дописати коментар