الفلك

لماذا الاختلاف عن الكرة المثالية هو نفسه بالنسبة للأرض والقمر؟

لماذا الاختلاف عن الكرة المثالية هو نفسه بالنسبة للأرض والقمر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تقدم ويكيبيديا الأبعاد المادية التالية للقمر:

الخصائص البدنية

متوسط ​​نصف القطر 1737.1 كم (0.273 من الأرض) نصف القطر الاستوائي 1738.1 كم (0.273 من الأرض) نصف القطر القطبي 1736.0 كم (0.273 من الأرض)

في جميع الحالات ، تبلغ نسبة القياس المكافئ للأرض 0.273. إذا كانت هذه الأرقام دقيقة ، فلماذا لا تختلف هذه الأرقام (0.273) عن بعضها البعض في هذا المقياس؟ من الواضح ، إذا تم القياس إلى منازل عشرية كافية ، ستظهر الاختلافات.

القمر لديه جاذبية أقل ويدور بسرعة مختلفة عن الأرض. لماذا لا تسبب هذه التغيرات في قياسات نصف القطر المختلفة؟ هل يلغون؟ هل هي صدفة؟ هل هناك شيء ما في ديناميكيات الأرض والقمر يعني أن هذه النسب تتساوى تدريجياً على مدى ملايين السنين؟


لماذا الاختلاف عن الكرة المثالية هو نفسه بالنسبة للأرض والقمر؟

إنه ليس كذلك ، بمجرد أن تبحث عن رقم إضافي آخر.

من صحيفة حقائق الأرض الصادرة عن وكالة ناسا وصحيفة حقائق القمر التي وجدتها هنا

القمر (كم) الأرض (كم) النسبة (مستديرة) متوسط ​​نصف القطر (الحجمي) 1737.4 6371.000 0.27270 0.273 نصف القطر الاستوائي 1738.1 6378.137 0.27251 0.273 نصف القطر القطبي 1736.0 6356.752 0.27310 0.273

إذا كنت ترغب في مقارنة بارامترات القمر والأرض بشكل أكبر ، فراجع صحيفة حقائق القمر:


علم الفلك التاريخي: الإغريق القدماء: أرسطو

ولد أرسطو في مدينة ستاجيرا باليونان عام 384 قبل الميلاد. تم إرساله ليكون طالبًا في أكاديمية أفلاطون ، وأصبح في النهاية مدرسًا هناك. كان معلم الإسكندر الأكبر. عندما مات أفلاطون ، ولم يتم اختيار أرسطو لتولي أكاديمية أفلاطون ، أسس مدرسته الخاصة في أثينا تسمى مدرسة ليسيوم. كتب أرسطو عن كل شيء تقريبًا ، بما في ذلك الطب والفيزياء وعلم الفلك والأحياء والقانون والمنطق والحكومة ، على سبيل المثال لا الحصر. تشكل العديد من كتاباته أساس الفكر الغربي.

إنه يعلم أننا نرى القمر على ضوء الشمس ، وكيف تحدث أطوار القمر ، ويفهم كيفية عمل الخسوف. (لقد عرف الإغريق هذا لفترة من الوقت).

عرف أرسطو أن الأرض كروية. من الناحية الفلسفية ، يجادل بأن كل جزء من الأرض يحاول أن يتم سحبه إلى مركز الأرض ، وبالتالي فإن الأرض ستتخذ شكلًا كرويًا بشكل طبيعي. (من ناحية الجاذبية ، هذا دقيق بالفعل!) ثم أشار إلى الملاحظات التي تدعم كروية الأرض. أولاً ، ظل الأرض على القمر أثناء خسوف القمر دائمًا دائريًا. الشكل الوحيد الذي يلقي بظل دائري دائمًا هو الكرة. ثانيًا ، عندما يسافر المرء شمالًا أو جنوبًا ، تتغير مواقع النجوم في السماء. هناك أبراج مرئية في الشمال لا يمكن للمرء رؤيتها في الجنوب والعكس صحيح. (يستخدم هذا أيضًا ليقول إن الأرض ليست كبيرة جدًا ، لأنك لست مضطرًا للسفر بعيدًا لملاحظة الفرق.) ثالثًا ، يقول عدم استبعاد أولئك الذين يقولون إن المغرب والهند قريبان جدًا من بعضها البعض ، لأن هناك أفيالًا في كلتا المنطقتين. (دي كايلو ، الكتاب الثاني الجزء 14)

يتحدث أرسطو عن عمل Eudoxus و Callippus ، اللذين طورا نموذجًا محوره الأرض للكواكب. في هذه النماذج ، يكون مركز الأرض هو مركز جميع الحركات الأخرى. في حين أنه ليس من المؤكد ما إذا كان Eudoxus و Callippus يعتقدان بالفعل أن الكواكب تتحرك في دوائر ، فإن أرسطو يفعل ذلك بالتأكيد. حتى أن أرسطو يضيف "مجالات معاكسة" بحيث لا تتداخل حركة كرة واحدة مع حركة الكرة المجاورة لها. بالنسبة لأرسطو ، فإن الكرات العديدة التي تحمل الكواكب ، بما في ذلك الشمس والقمر ، حقيقية جدًا ، ويقول إن هناك 55 منها. (الميتافيزيقا ، الكتاب الثاني عشر ، الجزء الثامن)

يرفض أرسطو الأرض المتحركة لسببين. الأهم هو أنه لا يفهم القصور الذاتي. بالنسبة لأرسطو ، فإن الحالة الطبيعية لشيء ما هي أن يكون في حالة سكون. إنه يعتقد أن الأمر يتطلب قوة حتى يتحرك شيء ما. باستخدام أفكار أرسطو ، إذا كانت الأرض تتحرك عبر الفضاء ، وإذا تعثرت ، فلن تكون على اتصال بالأرض ، وبالتالي ستترك في الفضاء. بما أنه من الواضح أن هذا لا يحدث ، يجب ألا تتحرك الأرض. هذا الفهم الخاطئ للقصور الذاتي يربك الناس حتى زمن جاليليو. السبب الثاني ، ولكن ليس بنفس الأهمية ، لرفض أرسطو للأرض المتحركة هو أنه أدرك أنه إذا تحركت الأرض ودارت حول الشمس ، فعندئذ "يجب أن تكون هناك ممرات وانعطافات للنجوم الثابتة": مواضع النجوم سيتغير مع الفصول. (دي كايلو ، الكتاب الثاني ، الجزء 14) في الكلمات الحديثة ، سيكون هناك اختلاف في اختلاف النجوم. لا يمكن للمرء أن يرى المنظر النجمي بالعين المجردة ، لذلك يستنتج أرسطو أن الأرض يجب أن تكون في حالة راحة. (النجوم بعيدة جدًا لدرجة أن المرء يحتاج إلى تلسكوب جيد لقياس المنظر النجمي ، تم قياسه لأول مرة في عام 1838).

يعتقد أرسطو أن الأشياء الموجودة في السماء مثالية ولا تتغير. نظرًا لأنه يعتقد أن الحركة الأبدية الوحيدة هي دائرية بسرعة ثابتة ، يجب أن تكون حركات الكواكب دائرية. يسمى هذا "مبدأ الحركة الدائرية الموحدة" وحتى كوبرنيكوس يؤمن بها. انتهى المطاف بكمال وثبات السماء بالتحدي في أواخر القرن السادس عشر عندما أظهر تايكو براهي أن المستعر الأعظم والمذنب يقعان خارج مدار القمر.

أصبحت أفكار أرسطو وأفكاره مهمة جدًا لأنها تم دمجها في لاهوت الكنيسة الكاثوليكية في القرن الثاني عشر بواسطة توما الأكويني. في أوائل القرن السادس عشر ، حظرت الكنيسة التفسيرات الجديدة للكتاب المقدس في خطوة دفاعية ضد الحركة البروتستانتية المتنامية. في ذلك الوقت ، لم تكن هناك تفسيرات تتعلق بتحريك الأرض ، وبالتالي فإن تعليم نموذج غير مركزية الأرض للنظام الشمسي يصبح أمرًا سيئًا.


سؤال وجواب: كيف تختلف قوة الجاذبية في مواقع مختلفة على الأرض

التباين في تسارع الجاذبية الظاهر (ز) في مواقع مختلفة على الأرض بسبب شيئين (كما أوضحت). أولاً ، الأرض ليست كرة مثالية و mdashit & # 39 s مفلطحة قليلاً عند القطبين وتنتفخ بالقرب من خط الاستواء ، لذا فإن النقاط القريبة من خط الاستواء تكون أبعد عن مركز الكتلة. تؤثر المسافة بين مركزي كتلة جسمين على قوة الجاذبية بينهما ، وبالتالي فإن قوة الجاذبية على جسم ما تكون أصغر عند خط الاستواء مقارنة بالقطبين. يؤدي هذا التأثير وحده إلى أن يكون تسارع الجاذبية أقل بنسبة 0.18٪ عند خط الاستواء منه عند القطبين.

ثانيًا ، يتسبب دوران الأرض في وجود قوة طرد مركزي واضحة تشير بعيدًا عن محور الدوران ، ويمكن لهذه القوة أن تقلل من قوة الجاذبية الظاهرة (على الرغم من أنها لا تؤثر فعليًا على التجاذب بين كتلتين). تشير قوة الطرد المركزي مباشرة إلى قوة الجاذبية عند خط الاستواء ، وهي صفر عند القطبين. معًا ، يتم تقليل تأثير الطرد المركزي ومركز مسافة الكتلة ز بنحو 0.53٪ عند خط الاستواء مقارنة بالقطبين.

يمكنك استخدام المعادلة التالية لحساب ز عند خط عرض معين ، مع مراعاة كلا هذين التأثيرين:

  • = 9.832 م / ث 2
  • = 9.806 م / ث 2
  • = 9.780 م / ث 2
  • اللات = خط العرض ، بين & سالب 90 و 90 درجة

يمكنك استخدام هذا للعثور على القيمة الظاهرة لـ ز في موقع في الولايات المتحدة أو في الأرجنتين. (للحصول على قوة الجاذبية ، وتسمى أيضًا الوزن ، اضرب ز حسب كتلة الكائن الذي تهتم به. تأكد من استخدام وحدات متسقة.)

تفترض هذه المعادلة أنك & # 39re عند مستوى سطح البحر ، ولكن إذا كنت تريد حساب تأثير الارتفاع عند الصعود في مستوى ، فيمكنك استخدام هذه المعادلة الإضافية:

  • صه هو نصف قطر الأرض & # 39s (6،371.0088 كم)
  • ز0 هو تسارع الجاذبية القياسي (9.80665 م / ث 2)

يعد تأثير التغيرات في الارتفاع بسبب الارتفاع الفعلي للأرض أكثر تعقيدًا ، لأنه بالإضافة إلى رفعك بعيدًا عن مركز الأرض ، توفر الأرض أيضًا مصدرًا إضافيًا للجاذبية. يعتمد ما إذا كان g المحلي يرتفع أو ينخفض ​​مع ارتفاع السطح على مدى كثافة قشرة الأرض في تلك المنطقة.

بعد أن تحسب الفرق في تسارع الجاذبية المحلي بين الولايات المتحدة والأرجنتين ، أخبرنا إذا فكرت في أي طرق قد تؤثر بها على الأشخاص الذين يعيشون هناك.


لماذا الاختلاف عن الكرة المثالية هو نفسه بالنسبة للأرض والقمر؟ - الفلك

هل يمكنك أن تخبرني من فضلك لماذا تحولت الأبراج النجمية الآن إلى الكوكبة التالية ، لأن علامات النجوم لدى الجميع خاطئة. أعلم أن الأمر يتعلق بـ "تذبذب" الأرض ولكن أجد صعوبة في شرح ذلك لصديقي.

علينا أن نبدأ من حقيقة أن الأرض ليست كرة كاملة ولكنها أكثر بدانة عند خط الاستواء ومسطحة عند القطبين. إذا صنعنا نموذجًا للنظام الشمسي بمدارات كوكبية مصورة على أنها أفقية ، فستبدو الأرض وكأنها قمة مسطحة تدور على محور مائل إلى حد ما بالنسبة للاتجاه الرأسي. جميع الأجسام الأخرى (الشمس والقمر والكواكب) موجودة في هذا المستوى المداري وتحاول جاذبيتها "تقويم" الأرض وإحضار الجزء الأكثر بدانة في نفس المستوى معها. هذا مشابه للكيفية التي تريد بها الجاذبية الإطاحة بجزء علوي يدور على طاولة. في كلتا الحالتين ، يمنع الدوران (الزخم الزاوي تقنيًا) الجسم الدوار من السقوط أو الاستقامة ، ولكن لا يزال يتعين على القوة الخارجية أن تحدث بعض التأثير. لأسباب غير واضحة ولها علاقة بالناقلات وما إلى ذلك ، تكون نتيجة كل هذا متذبذبة (تقنيًا "استباقية"). هذا يعني أنه بينما يظل الميل بين محور الأرض والمدار كما هو ، فإن اتجاه المحاور ينفذ حركة دائرية لمدة 26000 سنة.

الآن ، الفصول ناتجة عن دوران الأرض حول الشمس على محور مائل. لذلك عندما تكون الأرض في جزء من المدار حيث يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس ، يكون لدينا الصيف هنا (وأنتم لديكم فصل الشتاء هناك) والعكس صحيح. تم تحديد علامات النجمة من خلال الكوكبة التي كانت وراء الشمس عندما ولد المرء. من الواضح أن جزء الأبراج (حلقة الأبراج في مستوى مدار الأرض) الذي يميل نحو نصف الكرة الشمالي يحتوي على علامة النجمة التي تنطبق على شهر يونيو وما إلى ذلك طوال العام. ولكن إذا تغير اتجاه محور الأرض ، فإن الكوكبة التي تظهر خلف الشمس خلال موسم معين ستتغير أيضًا. مع تذبذب محور الأرض ، تتحرك علامات النجوم للأمام خلال العام ، مما يجعل دائرة كاملة مرة واحدة كل 26000 عام ، وهو ما يقترب من تحول بعلامة واحدة كل 2000 عام. تم تقديم البروج الحالي في العصر الروماني ، في بداية العصر المشترك. منذ ذلك الحين مرت حوالي 2000 عام وانتقلت الإشارات إلى الأمام بين التواريخ بحوالي علامة واحدة. لذلك إذا كانت العلامة "الرسمية" للمرء هي الميزان ، فمن المحتمل أن الشمس كانت في برج العذراء في وقت ولادته. الأمر نفسه ينطبق على جميع العلامات الأخرى.

الآن ، كان هذا علم الفلك. المنجمون الذين ما زالوا يستخدمون العلامات القديمة يميزون بين "العلامات" و "الأبراج" ، زاعمين أن الأولى لا علاقة لها بالأخيرة. أنا لا أؤمن بعلم التنجيم لذلك لا يمكن أن يكون رأيي موضوعيًا ، لكن يجب أن أقول إنني أعتقد أن هذا التمييز سخيف تمامًا.

تم آخر تحديث لهذه الصفحة في 18 يوليو 2015.

عن المؤلف

ماتيجا كوك

يعمل ماتيجا على الديناميكيات المدارية للأقمار الصغرى لكوكب المشتري وزحل. تخرج بدرجة الدكتوراه من جامعة كورنيل في نوفمبر 2004 ويعمل الآن في جامعة كولومبيا البريطانية في كندا.


لماذا الكواكب كروية تقريبا؟

إنه شيء نأخذه كأمر مسلم به. الورود حمراء والكواكب كروية. هذه هي الطريقة التي تسير بها الأمور ، أليس كذلك؟ بعد كل شيء ، سيكون بناء أنظمة شمسية نموذجية أكثر صعوبة إذا ، بدلاً من استخدام كرات صغيرة من الرغوة ، كان علينا أن نصنع مجموعة من نماذج الكواكب على شكل عشري الوجوه.

لكن هل تساءلت يومًا لماذا تبدو الكواكب هكذا؟ لماذا هي في الأساس كروية وليست أسطوانية أو مكعبة على سبيل المثال؟

يجب أن نبدأ هذا النقاش من خلال تسمية الأشياء بأسمائها الحقيقية. لا يمثل أي من الكواكب في نظامنا الشمسي مجالات مثالية ، ولا تعتبر شمسنا في هذا الشأن. يمكن وصف كل هذه الأجسام بدقة أكبر على أنها & quot ؛ أشباه كروية صفيحة. & quot ؛ تنتفخ الكائنات بهذا الشكل قليلاً حول المنتصف. لاستعارة تشبيه من عالم الفلك فيل بليت ، فإنها تبدو مثل كرة السلة التي يجلس عليها شخص ما.

بعبارة أكثر تقنيًا ، في جسم سماوي ذو شكل كروي مفلطح ، سيكون المحيط القطبي أصغر من المحيط الاستوائي. إذاً هنا على الأرض ، إذا كنت ستسافر من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي والعودة ، فستكون قد قطعت مسافة إجمالية قدرها 24812 ميلاً (39931 كيلومترًا). من ناحية أخرى ، ستكون الرحلة الكاملة حول خط الاستواء أطول قليلاً. ذلك لأن محيط خط استواء الأرض يبلغ 24900 ميل (40.070 كيلومترًا). على هذا النحو ، عندما تقف عند مستوى سطح البحر على خط الاستواء ، فأنت بعيد عن مركز كوكبنا أكثر مما ستكون عليه في أي من القطبين.

في بعض الكواكب الأخرى ، يكون هذا الانتفاخ أكثر وضوحًا. انظر فقط إلى كوكب المشتري. الأرض أعرض بنسبة 0.3 في المائة فقط عند خط الاستواء مما هي عليه من القطب إلى القطب. لكن قياسات كوكب المشتري تُظهر تباينًا أكبر بكثير. في الواقع ، وجد علماء الفلك أن هذا الكوكب ذو الحجم الزائد أعرض بنسبة 7 في المائة عند خط الاستواء مما هو عليه بين القطبين.

الشكل الكروى المفلطح هو نتيجة عاملين رئيسيين: الجاذبية والدوران. ناقش تروي كاربنتر ، مدير مرصد غولدندال في ولاية واشنطن ، الأمر معنا مؤخرًا في تبادل عبر البريد الإلكتروني. يشرح كاربنتر قائلاً: & quot كل شيء له كتلة تختبر الجاذبية والجاذبية يحاول سحق جسم ما إلى الداخل في جميع الاتجاهات.

هذا لأن كل الأجسام تختبر الجاذبية الذاتية ، وهي القوة التي تسحب ذراتها نحو مركز مشترك. مع زيادة كتلة الجسم ، تزداد أيضًا قوة جاذبيته الذاتية. بعد أن يتجاوز كتلة معينة ، يتغلب السحب إلى النقطة التي ينهار فيها الجسم على نفسه ويصبح كرويًا. يمكن للأشياء الصغيرة - مثل الموز أو مفتاح العروة - أن تقاوم هذا المصير لأن جاذبيتها الذاتية ضعيفة نسبيًا ، مما يسمح لها بالاحتفاظ بأشكال غير كروية. ومع ذلك ، في الكواكب والشمس والأجسام الأخرى الضخمة حقًا ، تكون القوة قوية جدًا بحيث لا يمكن تجنب تشويهها في الأجسام الشبه الكروية.

& quot لكن الجاذبية ليست القصة كلها ، & quot يقول كاربنتر. بينما تتآمر الجاذبية على جعل الكواكب كروية ، فإن سرعة دورانها تحاول في الوقت نفسه تسطيحها. كلما زادت سرعة دوران جرم سماوي ، زاد انتفاخه الاستوائي غير المتناسب. & quot هذا هو السبب في عدم وجود مجالات مثالية في نظامنا الشمسي. فقط الأجسام الشبه الكروية المفلطحة ، "يخبرنا كاربنتر. تعتبر الشمس كرة مثالية تقريبًا ، بسبب جاذبيتها الهائلة ومعدل دورانها البطيء نسبيًا الذي يبلغ 25 يومًا. تدور نسبة كبيرة من النجوم في السماء بشكل أسرع وتنتفخ بشكل ملحوظ عند خطوط الاستواء. & quot

أحد هذه النجوم هو Altair. يقع على بعد 16.8 سنة ضوئية فقط من كوكبنا ، وهو من بين أكثر الأشياء سطوعًا في سماء الليل. يتميز Altair أيضًا بأنه يدور بسرعة كبيرة جدًا ويكمل دورانًا كاملًا على محوره كل 10.4 ساعة أرضية. وفقًا لذلك ، يقدر علماء الفلك أن Altair أوسع بنسبة 14 في المائة على الأقل عند خط الاستواء مما هو عليه من قطب إلى آخر. تفسر سرعة الدوران أيضًا انتفاخ المشتري. بعد كل شيء ، اليوم على هذا العملاق الغازي هو 9.9 ساعة أرضية سريعة.

تعمل قوى أخرى على النجوم والكواكب أيضًا ، وتغير أشكالها. على الرغم من أن الأرض كروية مفلطحة ، إلا أنها بالتأكيد ليست مثالية. يؤثر كل من جاذبية الشمس والقمر على شكل الكوكب إلى حد ما. بالنسبة لهذه المسألة ، كذلك تفعل الصفائح التكتونية للأرض. وبالتالي ، فإن كتلة عالمنا الأصلي ليست موزعة بالتساوي - في الواقع ، إنها متكتلة إلى حد ما.

ومع ذلك ، يبدو أنه أكثر استدارة من كوكب المشتري (وزحل). في المقابل ، تبدو الكواكب في كوننا بشكل كروي أكثر من بعض أقمارها. المريخ ، على سبيل المثال ، لديه قمرين صناعيين صغيرين ، لا يمتلك أي منهما الجاذبية الذاتية التي يمكن سحبها إلى شكل كروي مفلطح. بدلاً من ذلك ، غالبًا ما يوصف مظهرهم بأنه على شكل بطاطس.

في الختام ، سنقول هذا كثيرًا لكوكبنا: قد لا يكون خاليًا من العيوب ، ولكن على الأقل المكان جيد التقريب.

في امتياز سوبرمان لـ DC Comics ، تنحدر شخصية Bizarro سيئة السمعة من جرم سماوي يسمى Htrae. يُعرف أيضًا باسم عالم بيزارو (اذهب إلى الشكل) ، يتشكل الكوكب مثل مكعب عملاق. وفقًا لأستاذ الفيزياء وعشاق الكتاب الهزلي جيمس كاكاليوس ، فإن مكانًا مثل Htrae يجب أن يكون صغيرًا جدًا في الحياة الواقعية. & quot [متوسط ​​المسافة من مركز كوكب بيزارو إلى أحد وجوهه لا يمكن أن يزيد عن 300 ميل (483 كيلومترًا) ، إذا كان الهدف هو تجنب التشوه في كرة ، & quot؛ كتب كاكاليوس في كتابه & quot؛ The Physics of Superheroes . & quot بالمقارنة ، يبلغ طول ولاية تكساس أكثر من 770 ميلاً (1،239 كيلومترًا) من الشرق إلى الغرب. في هذا الحجم الضئيل ، لن يكون لدى Htrae قوة جاذبية كافية للحفاظ على غلافها الجوي.


لماذا يظهر القمر دائمًا نفس الوجه

لا ، ليس كذلك. الفرق بين هاتين القوتين هو صافي & معدل التسارع بسبب الجاذبية & quot على جسم في إطار دوار ، وليس قوة المد والجزر. في اللغة التي تستخدمها هنا ، ستكون قوة المد والجزر هي & quot الاختلاف في الاختلاف & quot من نقطة إلى أخرى.

أيضًا ، توجد جاذبية المد والجزر في إطار بالقصور الذاتي ، حيث لا توجد قوة طرد مركزي على الإطلاق ، لذا فإن التفكير فيها من حيث قوة الطرد المركزي ليس أفضل طريقة للتفكير في الأمر. تم تقديم طريقة أفضل بكثير بواسطةOrodruin في المنشور رقم 20.

في مجال الجاذبية ذي الانحدار المنتظم ، لن يحدث ذلك. ومع ذلك ، فإن مجال الجاذبية الأرضية ليس موحدًا ولا يحتوي على تدرج موحد.

تحرير: لا بد لي من تصحيح نفسي. العصا متناظرة ، لكنها مع ذلك لديها إمكانات تعتمد على الاتجاه في مجال ذي تدرج موحد.

أعطىOrodruin شرحًا جيدًا لجاذبية المد والجزر في المنشور رقم 20.

لفهم قفل المد والجزر ، ضع في اعتبارك نظام الأرض والقمر. لا يمارس كل جسم جاذبية المد والجزر على الآخر فحسب ، بل تتغير جاذبية المد والجزر لكل منهما على الآخر بمرور الوقت ، وذلك لعدد من الأسباب:

تدور الأرض بشكل أسرع بكثير من دوران القمر حولها

يميل مدار القمر حول الأرض إلى خط الاستواء

مدار القمر حول الأرض ليس دائريًا تمامًا.

تتسبب كل هذه الأشياء الثلاثة في حدوث تشوه في كل من الأرض والقمر بسبب تغير جاذبية المد والجزر بمرور الوقت ، مما يتسبب في حدوث التخميد الاحتكاكي وعزم الدوران على كلا الجسمين. تعمل هذه التأثيرات على إبطاء دوران الأرض ، وجعل مدار القمر أقل ميلًا إلى خط الاستواء ، وجعل مدار القمر أكثر دائرية. أيضًا ، يعني الحفاظ على الزخم الزاوي أنه مع تباطؤ دوران الأرض ، يزداد متوسط ​​المسافة بين القمر والأرض.

في مرحلة ما في المستقبل ، سيكون دوران الأرض قد تباطأ ليطابق تمامًا معدل دوران القمر حول الأرض ، وسيكون مدار القمر في المستوى الاستوائي للأرض وسيكون مدار القمر دائريًا تمامًا. عند هذه النقطة ، لن يكون تشوه كل جسم بسبب جاذبية المد للآخر معتمداً على الوقت ، وسوف يتم & quot؛ قفل & quot في تكوين معين على كل جسم. بمجرد الوصول إلى هذه النقطة ، ستتوقف المعلمات المدارية عن التغيير ، ويقال إن النظام مغلق تدريجيًا.

هذا اهتزاز قسري ، ليس مجانيًا. ولا علاقة له بإظهار القمر نفس الوجه للأرض.
لنفترض أن القمر كان عبارة عن كرة مثالية مرنة تمامًا من الجبن ، مع الحفر والبحار المرسومة بطلاء عديم الوزن ، وبكثافة متساوية تمامًا بالأبيض والأسود ، للعلامات.
بعد ذلك ، كان القمر سيضطر إلى الاهتزاز بسبب الانحراف - ستكون الحركة المدارية غير منتظمة بسبب الانحراف ، ولكن الدوران موحد. كانت الفوهات والبحار تتأرجح ذهابًا وإيابًا على حافة القمر. ولكن لن يكون هناك اهتزاز مجاني. لأنه لا توجد قوة استعادة. لا شيء من شأنه أن يوقف اختلاف فترة دوران القمر قليلاً عن الفترة المدارية ، مما يتسبب في انجراف الحفر والبحار ببطء من الجانب القريب إلى الحافة ، والاختفاء إلى الجانب البعيد بعد عدة مرات من التأرجح ذهابًا وإيابًا وعبر الجانب البعيد في النهاية العودة من الحافة الأخرى.

يجب أن يسمح بعض عدم تناسق القمر بالاهتزاز الحر ، وبالتالي يبقى الجانب القريب بالقرب من الجانب.

قسريًا أو مجانيًا ، الأسباب التي قدمتها هي تلك التي تفسر الاهتزاز المرصود للقمر. لذلك إذا كان هناك أي نوع آخر ، فيجب أن يكون حجمه صغيرًا جدًا نسبيًا.

الأسباب التي قدمتها هي بالتأكيد. انظر أدناه.

نعم ، هناك: جاذبية المد والجزر. انظر تفسيري لقفل المد والجزر في المنشور رقم 30. ينطبق هذا التفسير جيدًا على القمر الذي سيكون متماثلًا كرويًا في غياب جاذبية المد والجزر ، لأنه في وجود جاذبية المد والجزر ، يكون ليس متماثل كرويًا: توجد انتفاخات مدية عليه ، وإذا اختلفت فترة دوران القمر عن فترة دورانه حول الأرض ، فإن انتفاخات المد والجزر سوف تتحرك ، مما سيخلق قوة استعادة تميل إلى جعل الفترتين متماثلتين

صحيح أنه مع وجود قمر غير متماثل إلى حد ما في غياب جاذبية المد والجزر ، سيكون هناك إضافي تميل القوة إلى جعل عدم تناسق الكتلة شعاعيًا (بينما مع القمر الذي كان متماثلًا تمامًا في غياب جاذبية المد والجزر ، لن يكون هناك تفضيل لأي اتجاه معين بمجرد قفله تدريجيًا - لكن هذا لن يتوقف بعض الاتجاه من أن يكون مغلقًا تدريجيًا). ومع ذلك ، هناك نوعان من التوازن المحلي لهذا: كتلة أكبر نحو الأرض ، وكتلة أكبر بعيدًا عن الأرض. التوازن الأخير محلي فقط ، الأول هو التوازن العالمي. ولكن إذا كان القمر عالقًا في التوازن المحلي الأخير ، فمن المحتمل جدًا أن يظل هناك ، لأن القوى المؤثرة عليه قد تكون غير كافية لطرده من التوازن المحلي بقوة كافية للتغلب على الحاجز المحتمل بين هذا التوازن المحلي و العالمية.


15 حقائق عن كوكبنا ليوم الأرض

اليوم ، 22 أبريل ، هو يوم الأرض ، وهو الوقت المناسب لتقدير كوكبنا والعلاقة الثنائية التي تربطنا به. من السهل اعتبار كوكب الأرض أمرًا مفروغًا منه ، حيث نراه كل يوم. يصبح - هو هو—جزء من خلفية الحياة.

لكن عندما ترى العالم بعيون العلم ، لا شيئ أمر عادي. نحن نعيش على سطح هذا الصخرة العملاقة الضخمة المحمولة في الفضاء والمليئة بالماء ، مفصولة عن بقية الكون تحت حجاب رقيق من جزيئات النيتروجين والأكسجين. على الرغم من أنك منغمس في تأثيرها ، فماذا تفعل حقا تعرف عن الأرض؟

إليك بعض حقائق يوم الأرض حول كوكبنا لتتأملها اليوم. كل 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.091 ثانية منها.

1) هناك العديد من الطرق المختلفة لقياس الوقت الذي تستغرقه الأرض في الدوران حول الشمس ، ولكن إذا قلت أن الأمر يستغرق pi x 10 مليون ثانية ، فستكون بعيدًا بنسبة نصف بالمائة فقط.

2) يبلغ حجم الأرض حوالي تريليون كيلومتر مكعب. هل يمكنك تخيل مكعب يبلغ ارتفاعه 1000 متر ، وعمقه 1000 متر ، وعرضه 1000 متر؟ الآن الصورة تريليون منهم. هذه هي الأرض.

3) كتلة الأرض 6.000.000.000.000.000.000.000.000 كيلوغرام ، أو 6 سكستليون طن ، إذا كنت تفضل ذلك. بالجنيه ، هذا في الواقع ... 0. لا شيء. الكتلة هي مقياس لمقدار الأشياء التي يحتويها الجسم ، لكن الوزن هو مدى قوة الجاذبية في شد هذه الكتلة. الأرض في الفضاء ، تدور حول الشمس ، لذا فهي في حالة سقوط حر. لها كتلة ، لكن ليس لها وزن على الإطلاق.

4) الأرض ليست كرة مثالية. إنه يدور ، لذلك يتم تسويته عند القطبين قليلاً. يبلغ القطر عبر القطبين 12713.6 كيلومترًا (7882.4 ميلًا) ، لكنه يبلغ 12756.2 كيلومترًا (7908.8 ميلًا) عبر خط الاستواء. هذا الاختلاف البالغ 43 كيلومترًا هو حوالي 0.3 في المائة فقط ، ومع ذلك ، فنحن قريبون جدًا من كرة مثالية.

5) لم يتم تسويتها فقط ، ولكن قوى الجاذبية للشمس والقمر (ما نسميه المد والجزر) تشوه شكلها بشكل أكبر ، وتسحب الانتفاخات منه. الأرض متكتلة! في أعماق المحيط ، يمكن أن يكون لانتفاخ الماء بسبب الشمس والقمر اتساع (تغيير في الارتفاع من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى) بحوالي متر (40 بوصة). تتشوه الأرض الصلبة أيضًا بسبب المد والجزر بسعة تقارب 50 سم (20 بوصة). حتى الهواء يتأثر بالمد والجزر على الرغم من وجود العديد من العوامل التي تعقده بشكل كبير (مثل التمدد بسبب ارتفاع درجة حرارة الشمس أثناء النهار ، وببساطة ، الطقس).

6) لا يوجد مكان مادي يتوقف فيه الغلاف الجوي للأرض ويبدأ الفضاء في أن يصبح الهواء أرق وأرق ويتلاشى في النهاية. لكننا نحب التعريفات ، لذا فإن الارتفاع الرسمي فوق سطح الأرض يعتبر حيث يبدأ الفضاء - يسمى خط كارمان - على ارتفاع 100 كم. أي شخص يصل إلى أعلى من ذلك يعتبر رائد فضاء.

7) يبلغ نصف قطر القمر ربع نصف قطر الأرض ، مما يجعله أكبر قمر صناعي مقارنة بالكوكب الأم. يبلغ قطر شارون ، أكبر أقمار بلوتو ، نصف قطر بلوتو نفسه. لذلك إذا كنت لا تعتبر بلوتو كوكبًا ، فستفوز الأرض والقمر.

8) القمر أبعد عن الأرض مما تعتقد. على سبيل القياس ، إذا كانت الأرض كرة سلة ، فسيكون القمر بحجم كرة التنس على بعد 7.4 متر (24 قدمًا).

9) الغلاف الجوي للأرض شفاف فقط لشريحة ضيقة من الطيف الكهرومغناطيسي. يمر ما نسميه الضوء المرئي (في الغالب!) ، ولكن معظم نكهات الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما تتوقف عن البرودة. هؤلاء القليلون الأخيرون يشكلون خطورة على الحياة كما نعرفها ، لذا فإن ذلك يعمل جيدًا. لكنها ليست مصادفة: إذا كان هوائنا لم تحمينا ، لقد تطورنا بشكل مختلف!

10) الأرض تزداد دفئا. انها حقيقة. تعامل مع.

11) تم فهرسة أقل من 200 حفرة أثرية على الأرض. القمر لديه المليارات. سيكون لدينا نفس العدد ، لكن الهواء والماء يؤديان إلى تآكلهما بمرور الوقت ومحوهما. يبلغ عمر الحفر القديمة على الأرض مئات الملايين من السنين على سطح القمر والتي تعتبر صغيرة.

12) كويكب ، 2010 TK7، تشترك في مدار مع الأرض. يبلغ عرضه حوالي 300 متر (1000 قدم) ، ولا يقترب منا بما يكفي ليكون خطرًا.

13) تدور الأرض حول الشمس على شكل بيضاوي. يتغير الشكل قليلاً بمرور الوقت بسبب تأثير الكواكب الأخرى ، ولكن في المتوسط ​​يكون أقرب ما نصل إليه من الشمس (الحضيض) حوالي 147.1 مليون كيلومتر (91.3 مليون ميل) والأبعد (الأوج) حوالي 152.1 مليون كيلومتر (94.3) مليون ميل). هذا الاختلاف هو حوالي 3 في المائة فقط ، وهي بالعين تقريبًا دائرة كاملة.

14) إذا أخذت كل المياه الموجودة على الأرض وجمعتها في قطرة واحدة ، فسيكون عرضها أقل بقليل من 1400 كيلومتر (860 ميل).

15) يزن الغلاف الجوي للأرض 5 كوينتيليون كيلوغرام أو 5000 تريليون طن! يمكنك إجراء هذا الحساب بنفسك: الوزن يساوي الضغط مرات المنطقة. يبلغ الضغط الجوي على سطح الأرض حوالي 1 كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع. اضرب ذلك في عدد السنتيمترات المربعة على سطح الأرض وستحصل على وزن كل هذا الهواء. تلميح: مساحة الكرة هي 4 x π x نصف القطر 2. [ملاحظة: نعم ، أعرف أن الكيلوجرامات كتلة وليست وزنًا. اقرأ هذا قبل الصراخ في التعليقات ، من فضلك.]

ومكافأة ، لأنها مهمة:

16) الأرض هي المكان الوحيد في الكون بأكمله حيث نعلم أن الحياة موجودة. لكن هذا لن يكون صحيحًا إلى الأبد.

بالنسبة لنا ، تبدو أرضنا ضخمة وصلبة ومصممة خصيصًا لنا ودائمة. لكن هذا مجرد منظور واحد ، نشأ عن العيش على سطحه. من منظور مختلف ، لا شيء من هذه الأشياء صحيح. إذا نظرنا إليها من الفضاء ، فإنها تبدو أقل قابلية للكسر. تمت رؤيته من عميق الفضاء ، يتقلص إلى لا شيء أكثر من نقطة ، بالكاد مرئية في ضوء الشمس المنعكس. من نجم آخر ، حتى رؤية كوكبنا على الإطلاق ستكون مهمة هائلة. بعد جهد هائل امتد لعقود من الزمن ، لم نكتشف سوى الآن كواكب أخرى تدور حول نجوم أخرى.

هل أي مثل الأرض؟ يكاد يكون مؤكدًا ، وفي الواقع قد يكون هناك المليارات من الكواكب مثل كوكبنا الذي يدور حول نجوم غريبة. لكن بينما هم مثل لنا هم لا لنا. كما هو الحال مع أي فرد ، فإن عالمنا فريد وثمين ورائع. دعونا تبقى على هذا النحو.

إذا أحببت هذه الحقائق ، فقد أمضيت عامًا في كتابة حقائق علم الفلك والفضاء يوميًا والتي جمعتها في أرشيف BAFacts الخاص بي.


علم الفلك 101 خاص: نيوتن المدفع وسرعة الأجسام المدارية

1) لماذا ، إذا شعرت جميع الأجسام بالتسارع بسبب الجاذبية تجاه الأرض ، فلا يأتي القمر من السماء إلى الأرض؟

2) لماذا ، كما قال جاليليو ، تتحرك الأجسام بسرعة واتجاه ثابتين حتى تتأثر بقوة خارجية ، هل يتحرك القمر في دائرة بدلاً من خط مستقيم؟

سرعان ما تعلم أن الإجابة على كل من هذين اللغزين هي الأخرى ، ألا وهو أن القمر لا يسقط على الأرض على وجه التحديد بسبب قصوره الذاتي وحركته المدارية ، وأنه لا يطير بعيدًا عن الأرض بسبب التسارع الأرضي الذي يشعر به.

مشوش؟ لا تشعر بالسوء. استغرق نيوتن أكثر من عشرين عامًا لمعرفة ذلك (بالطبع ، كان عليه أن يخترع حساب التفاضل والتكامل على طول الطريق). دعنا ننظر إلى الأمر بالطريقة التي فعلها نيوتن ونرى ، مع الاستفادة من الإدراك المتأخر ، يمكننا فهمه في أقل من عشرين عامًا بقليل.

ابتكر نيوتن تجربة خيالية ، حيث تم وضع مدفع على قمة جبل عالية ، وتم إطلاقه أفقيًا. كان يعلم أن المسافة التي ستقطعها كرة المدفع أفقيًا في فترة زمنية t ستكون ببساطة سرعتها (v) مضروبًا في تلك الفترة الزمنية ، على سبيل المثال ،

(المسافة الأفقية المقطوعة في الزمن t) = v x t

(تجاهل مقاومة الهواء والأشياء الواقعية الأخرى التي قد تبطئها ، تذكر أن هذه تجربة خيالية!). كان يعلم أيضًا من خلال عمل جاليليو مع التسارع الناتج عن الجاذبية أن المسافة التي ستسقطها قذيفة المدفع في الفترة الزمنية t هي

(المسافة الرأسية المقطوعة في الزمن t) = 1/2 a t 2 ،

حيث a هو التسارع الناتج عن جاذبية الأرض (لم نوضح هذه الصيغة في الفصل ، ولكن حسنًا ، ها هي).

نظر نيوتن في هاتين الصيغتين عن المسافة التي ستقطعها كرة المدفع أفقيًا وعموديًا ، ولاحظ أن المسافة التي ستسقطها كرة المدفع في فترة زمنية معينة t كانت ثابتة ، لأن a ثابت. ومع ذلك ، فإن المسافة التي تقطعها قذيفة المدفع أفقيًا تعتمد على سرعتها - وهو شيء يمكنه التحكم فيه. لذلك ، إذا قام بتغيير سرعة قذيفة المدفع ، يمكنه تغيير مسارها ، كما هو موضح أدناه

ثم أدرك نيوتن أنه إذا اختار السرعة الصحيحة فقط ، فإن مسار قذيفة المدفع سينحني بنفس معدل منحنيات الأرض (كونها كروية) ، وبالتالي ستبقى قذيفة المدفع دائمًا على نفس الارتفاع فوق الأرض. من خلال القيام بذلك ، يوازن بين القصور الذاتي لقذيفة المدفع (مما يجعلها ترغب في مواصلة السفر في خط مستقيم ، وبالتالي بعيدًا عن الأرض) مقابل التسارع الناتج عن جاذبية الأرض (التي تسحب قذيفة المدفع باتجاه مركز الأرض. ).

والنتيجة هي أن قذيفة المدفع تدور حول الأرض ، وتتسارع دائمًا نحو الأرض ، ولكنها لا تقترب أبدًا. قد يبدو هذا بيانًا غريبًا ، لكن تذكر أن التسارع هو التغير في السرعة ، وهي سرعة الجسم واتجاهه. في هذه الحالة ، يتغير اتجاه كرة المدفع ، وبالتالي تتعرض لتسارع على الرغم من أن سرعتها لا تتغير. (You experience this kind of acceleration when you go around a corner at constant speed in a car.)

Newton figured out that the speed of the cannonball was related to the acceleration due to the Earth's gravity ( a ) and the radius of the orbit ( r measured from the center of the orbit i.e., the center of the Earth) as follows:

One cool thing about this relation is that even though Newton figured it out for a cannonball orbiting the Earth, it applies to any object in circular motion . Because of inertia, objects always want to travel in straight lines in order to make them curve into circular motion, they have to be accelerated somehow. For Newton's cannonball, the Earth provided the acceleration. For a ball on a string, the tension in the string provides the acceleration. For your car going around a corner, the engine, through the tires and the friction between the tires and the road, provide the acceleration. In all cases, the amount of acceleration you'll need is described by the above equation, and is dependent on how fast the object is moving, and how tight a circular path it needs to travel on.


الإجابات والردود

ملخص: Force of gravity based on distance from celestial body.

What I don't understand is that, as you get closer to the center of the planet, there's less matter below you and, therefore, gravity should decrease, because less matter attracts you from below.

ملخص: Force of gravity based on distance from celestial body.

I also guess that, at the center of the planet, you shouldn't feel any gravity in any direction.

ملخص: Force of gravity based on distance from celestial body.

Now, imagine you are in an elevator that starts from a high altitude (see attached image) and goes down through the Earth's crust down to the center of the planet, is there an height where gravity switches from getting stronger and stronger to getting weaker and weaker? If yes, can we calculate how high?

Yes. It becomes weaker as soon as you get below the surface. This is exactly true for a perfect sphere As for the Earth which is an oblate spheroid (bulging at the equator) and has and irregular surface and non uniform composition and density the transition distance to below the surface is not be well defined so as we approach the surface gravity may fluctuate a little until we are well under the surface before it decrease significantly.

There is about a 1% difference in gravity between the equator and the poles being weaker at the equator. For a perfect sphere gravity should decrease in a linear fashion from the surface to the center.

no, that would contradict what you have already pointed out as correct. It just gets weaker and weaker as you go down. Why would you expect otherwise?

EDIT: I see gleem beat me to it.

Suppose you are approaching a perfect sphere of constant density. The gravity would increase till you get to the surface and it would decrease once you were beneath the surface.

NOTE. The term "gravity" often includes the centrifugal force on an object which is stationary on the rotating Earth. To answer your question simply, the centrifugal force is being ignored.

ملخص: Force of gravity based on distance from celestial body.

Now, imagine you are in an elevator that starts from a high altitude (see attached image) and goes down through the Earth's crust down to the center of the planet, is there an height where gravity switches from getting stronger and stronger to getting weaker and weaker? If yes, can we calculate how high?

I believe that with a realistic density profile, gravitational acceleration increases until you reach the core, then drops off rapidly to zero at the centre. This is because the core is denser than the rest of the Earth.

Wikipedia has charts of both the density profile and resulting acceleration profile - look in the Variation in Magnitude section. Edit: or look in Orodruin's next post.

While this is true for a homogenous sphere, it is not necessarily true for spherical symmetry if the density changes with the radius. In particular, the gravitational field at radius ##r## changes as
$
g(r) = frac,
$
where ##M(r)## is the mass contained within radius ##r##. Taking the derivative of this, we find
$
g'(r) = frac - frac<2GM(r)>
$
and thus we have a condition for the maximum
$
g'(r) = 0 quad Longrightarrow quad M'(r) = frac<2M(r)>.
$
Now, assuming a density function ## ho(r)##, we would have
$
M(r) = 4pi int_0^r ho(x) x^2 dx quad Longrightarrow quad M'(r) = 4pi ho(r) r^2
$
and the condition for the maximum is given by
$
ho(r) = frac<2pi r^3>.
$

Put in a different way, the gravitational field will decrease with ##r## if ##2 pi ho(r) r^3 < M(r)## and increase with ##r## if ##2pi ho(r) r^3 > M(r)##. Inside a homogeneous sphere, ## ho = 3M(r)/4pi r^3## and so
$
2pi ho(r) r^3 = frac<3M(r)> <2>> M(r)
$
and so the gravitational field increases until the surface. However, the Earth is not a homogeneous sphere. A better description of the variation of the gravitational field of the Earth with radius can be found on Wikipedia:

As can be seen from this image, the Earth's gravitational field reaches its maximum where the outer core ends, around 3500 km from the center.

Edit: Note that PREM stands for "Preliminary Reference Earth Model", which is a rather realistic spherically symmetric approximation for how density varies with radius. An interesting factoid is that after the slight drop in the gravitational strength after the core-mantle boundary, the gravitational field remains fairly constant around 10 m/s^2 throughout the mantle.


Sun is the most perfect sphere ever observed in nature

The sun is the most perfectly round natural object known in the universe, say scientists who have conducted precise measurements of its dimensions.

As a spinning ball of gas, astronomers had always expected our nearest star to bulge slightly at its equator, making it very slightly flying-saucer shaped. The planet Jupiter demonstrates this effect well. Its high rate of spin - once every 10 hours - means that it is almost 7% wider across its equator than the distance from pole to pole.

Now a team led by the University of Hawaii's Dr Jeffrey Kuhn have made the first precise measurement of the sun's equatorial bulge, or its "oblateness". The results were a big surprise. "We were shocked," says Kuhn. The sun doesn't bulge much at all. It is 1.4m kilometres across, but the difference between its diameter at the equator and between the poles is only 10 kilometres.

Scaled to the size of a beachball, that difference is less than the width of a human hair. Only an artificial sphere of silicon that was created as a standard for weights is known to be more perfectly spherical.

The results, reported in the journal Science, are the culmination of 50 years of efforts to precisely measure the sun, which have been hampered by the blurring effects of the Earth's atmosphere. "Finally, from space, we have it nailed," says Kuhn.

They used instruments on Nasa's Solar Dynamics Observatory, though these were not precise enough to make the observations directly. The satellite had to be rotated to take images of the sun at all orientations so that tiny imperfections in the spacecraft's instruments could be averaged out.

The observations are key to learning about the sun's interior, which rotates at different speeds like traffic moving at different speeds on a motorway. This speed distribution can be inferred from measurements of the star's shape and the way that it wobbles. The new measurement indicates that the outer layers are moving more slowly than expected: Kuhn suggests that turbulence under the surface is probably the cause.

The team also searched for changes in the sun's width over the two years of the observations that would correlate with its 11-year activity cycle, but found that if those variations are there, they are too tiny to detect.

Kuhn accepts that more surprises may be in store, noting that the sun often confounds those who try to predict its behaviour. "It's fooled us every time we've looked."


شاهد الفيديو: Video 3 Philosophy of Science 2 Causal Mechanisms (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Kristopher

    كان ومعي. أدخل سنناقش هذا السؤال. هنا أو في PM.

  2. Paton

    أنت شخص موهوب جدا

  3. Louvel

    شكرا جزيلا لنشرها بجودة جيدة ....... كنت أنتظر كثيرا ......

  4. Greagoir

    من الصعب قول هذا.



اكتب رسالة