羽毛都会坠落,为啥60万亿亿吨的地球,却能漂浮在太空中?
地球重达60万亿亿吨,但当我们从太空中看地球时,地球似乎是悬浮在空间当中的,在地球上一根羽毛会自动向下坠落的情况下,为何如此重的地球却能漂浮在太空中呢?
人类已在地球上繁衍生息了数百万年,对地球上的大部分自然现象早就习以为常,并发现了其中的规律,牛顿在十九世纪初看到苹果向下坠落,由此发现了万有引力,实际上地球能悬在太空和苹果会坠落地面的本质是一样的,即万有引力定律。
牛顿认为,万有引力是一种超距作用
即不需要两个物体接触,也能对彼此施加力,同时这种力的传播不需要时间,可以实现瞬时传递,意思就是假如太阳消失了,地球也会即刻脱离轨道沿着切线方向飞去,这是因为在太阳消失的一瞬间,地球受到的引力也消失了。
在地球上,一切物品都会被地核吸引,因此我们能够牢牢的站在地面上,并以此划分了上下左右的概念,但在太空时距离地球太远,已经脱离了地球的引力,所以实际上在宇宙中没有上下左右之分。
地球中的“下”本质上就是万有引力施加的方向。
在整个太阳系中,太阳占据了99.8%的质量,因此地球在太空中受到向太阳的引力作用,一般来说,地球应该会被太阳的引力拉向太阳,就像苹果在地球上会坠落到地面,但实际上地球在绕着太阳沿着椭圆轨道运动,这是为什么呢?
牛顿当年就为这个问题做过一个著名的思想实验。
假如我们在地表垂直方向上发射一枚炮弹,炮弹会受到地球的引力影响导致速度不断衰减,直至衰减为0开始向下加速跌落,所以垂直发射炮弹或火箭很难逃离地球引力,一方面炮弹无法获得足够的初始速度,另一方面火箭也无法携带足以支持持续加速的燃料,至少对人类现在来说很难办到。
假如把大炮的位置架设在一座高山上,并以水平的方向把它发射出去,它向前飞的时候也同样会受到引力影响,在飞行一段时间后砸向地面,如果射速很低,它可能在山脚就会落下,但如果射速逐渐提高,它的坠落点也会越来越远,直到射速达到7.9千米每秒,它就会绕着地球做圆周运动。
这是因为地球本身是球体,具有一定的曲率,大炮在向前飞的时候也在向下运动,但由于向前飞的速度够快,它能够不断的错过地表,圆周运动产生的离心力和地球的引力达到平衡,它就能不断的围绕地球运动而不会掉下来了。
同理,地球也可以看成一枚架在太阳上打出去的炮弹,它以每秒29.78公里的速度围绕着太阳公转时,圆周运动的离心力足以对抗太阳对它的引力,所以它不会向太阳坠落。
人类发射绕地卫星也是同样的原理
首先由火箭把卫星推到足够的高度,然后慢慢调转到水平方向,给卫星提供足够的水平初速度,这样一来卫星就能绕着地球旋转了。
不考虑其他因素下,能够抗衡地球引力的速度就是7.9km/s,即第一宇宙速度,如果恰好是这个,物体就会绕着地球做圆周运动,假如它的速度更快一点,它的圆形轨道就会越来越趋向椭圆形。
当速度达到阈值时,它就能彻底冲破地球的引力,成为绕着太阳运转的行星,假如它的速度达到了16.7km/s,就能突破太阳在整个太阳系中的引力,直接冲出太阳系
能供75亿人喝33年,被誉为世界最大淡水湖,贝加尔湖到底有多大?
地球上有很多神秘的地方,位于北极圈内的贝加尔湖,是地球上最深、最长、面积最大的淡水湖,也是世界上生物种类较为丰富的淡水湖。它的面积达3.7万平方公里,而贝加尔湖究竟有多大,到底有多深呢?贝加尔湖为何如此重要?我要新鲜事2023-07-30 20:02:320000惊天!火星男孩预言中国圣人拯救世界 称正在轮回(造谣)
经过美国好奇号探测器,我们知道目前火星上没有任何生物,一片荒凉。但一位自称来自火星的男孩却道出了他在火星的生活,并预言了中国圣人将主宰世界。这是怎么回事?探秘志小编来为大家揭晓!火星男孩是谁1996年1月11日,火星男孩出生在俄罗斯沃尔兹斯基镇,原名波力斯卡。有一次在一场篝火晚会中突然大声呼唤起来,吸引了每个人的注意力,他开始告诉大家他在火星上的经历,以及如何来到地球的。当时他年仅七岁。我要新鲜事2023-05-08 01:53:150000世界七大奇迹是哪七大 胡夫金字塔为何称为奇迹之首
世界七大奇迹其实就是指世界上七个有名的建筑,这七个建筑都是比较不可思议的,在当时的科技下,建造这些建筑花费的人力物力是非常大的,在公元前三世纪,旅行家安提帕特就提出世界七大奇迹这一说法,世界七大奇迹是哪七大,一起来看一下。一、埃及胡夫金字塔我要新鲜事2023-05-11 10:10:470000科学家计划在火星上建立大气层,那为什么不修复地球的大气层?
人类想要居住在火星上,需要付出许多的努力应该有不少人都听说过了,科学家计划在未来300年内把人类送上火星生活。但是现在还没有探索清楚火星上到底有没有人类可以生活的必须条件。但就是有了生活的必须条件,也必须先把火星给建造出来一个大气层才行。没有大气层的地方,人类是没有办法居住的。甚至有科学家计划真的在火星上建立一个大基层。我要新鲜事2023-05-15 07:46:540000一个实验经历了一个世纪,沥青滴漏实验到底想要证明什么?
沥青滴漏实验对人类没有什么作用在我们科学进步的道路上是绝对少不了实验,就算是在伟大的科学家也是需要通过实验才能够验证自己的猜想,也正是因为有了许许多多实验的存在,我们人类才能够进一步的这么快,在历史上的实验有一些可能需要几秒钟就可以完成,但是有一些可能是需要很长时间,比如说沥青滴漏实验已经进行了一个世纪,也就是100年左右的时间,那么这个实验到底想要说明什么呢?我要新鲜事2023-05-15 03:21:280000