Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Chúng ta vẫn biết rằng, gravity là lực hấp dẫn, nó giúp cho mọi thứ gắn chặt với mặt đất. Tuy nhiên, đó chỉ là một lý thuyết. Còn các cách giải thích khác thì sao?

Trọng lực là gì?

Trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên một vật, có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía trái đất. Trọng lực được xác định bằng tích khối lượng của vật với gia tốc rơi tự do tại nơi đặt vật đó. P là trọng lực N m khối lượng của vật kg g gia tốc rơi tự do m/s2.

Lực hấp dẫn là gì?

Gravity thông thường được hiểu là lực hấp dẫn. Tuy nhiên, theo lý thuyết của Einstein, gravity không phải là lực, mà chỉ là một thứ gì đó kéo các vật lại với nhau. Do đó trong bài dịch này sẽ giữ nguyên từ gravity mà không dịch ra cụ thể.

Mỗi khi bạn nhảy lên, gravity lại kéo bạn xuống mặt đất. Nếu không có gravity, khi bạn nhảy lên, bạn sẽ bay vòng vèo trong không khí cùng với tất cả mọi thứ trên Trái đất này.

Sự thật về lực hấp dẫn

Bạn có thể thấy gravity ở mọi nơi, khi bạn làm rơi một cuốn sách, khi bạn bước lên cầu thang, hay khi bạn ném một quả bóng ra xa. Nó hiện diện mọi lúc mọi nơi trong cuộc sống. Đã có rất nhiều lý thuyết được đưa ra, để giải thích xem tại sao quyển sách lại rơi xuống đất, nhưng tất cả vẫn chỉ là lý thuyết. Bí ẩn về gravity vẫn còn nguyên vẹn đó.

Vậy chúng ta đã biết gì về gravity rồi? Chúng ta biết rằng, gravity khiến cho mọi vật trong vũ trụ tiến lại gần nhau. Chúng ta biết rằng gravity góp phần hình thành nên vũ trụ, nó giữ cho Mặt trăng luôn quay quanh Trái đất, và nó còn được ứng dụng trong một số công cụ như động cơ gravity hoặc đèn gravity.

Về mặt khoa học, như chúng ta đã biết, Isaac Newton đã định nghĩa gravity là một lực – nó hút tất cả các vật về phía nhau. Và chúng ta cũng biết rằng, theo Albert Einstein, gravity là kết quả của sự biến dạng giữa không gian và thời gian. Hai lý thuyết này được nhiều người biết đến nhất, và thường được dùng để giải thích cho gravity.

Chúng ta hãy cùng nhau mổ xẻ xem lý thuyết của Newton và Einstein là như thế nào, và hãy cùng có một cái nhìn cụ thể hơn về gravity.

Mặc dù trước đây, có rất nhiều người đã lờ mờ nhận ra sự có mặt của gravity, nhưng Newton là người đầu tiên đưa ra cách giải thích cụ thể nhất. Chúng ta hãy cùng bắt đầu với nó.

Newton’s Gravity

Nhà vật lý học, nhà toán học người Anh Isaac Newton ngồi dưới gốc cây táo để đọc sách – sử sách đã kể lại như vậy đấy. Rồi đột nhiên, một quả táo rơi trúng đầu ông. Và ông nghĩ, tại sao quả táo lại rơi xuống đất nhỉ.

Newton công bố lý thuyết về lực vạn vật hấp dẫn – Theory of Universal Gravitation vào những năm 1680. Về cơ bản, nó gồm có 4 ý, chỉ ra rằng gravity là một lực có thể tính toán được, nó tác động lên mọi vật trong vũ trụ, và được tính bằng công thức liên quan tới khoảng cách và khối lượng. Theo lý thuyết này, thì mọi loại hạt trong vũ trụ đều có lực hút kéo các hạt khác về phía mình (để dễ hình dung, bạn tưởng tượng, một hạt là Trái đất, còn một hạt là bạn chẳng hạn) với một lực tỉ lệ thuận với khối lượng các hạt và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Vậy nên, hai hạt càng xa nhau, hoặc trọng lượng của chúng càng nhỏ, thì lực hút giữa chúng cũng nhỏ đi theo.

Công thức chuẩn của lực hấp dẫn giữa hai vật như sau:

Gravitational force = (G * m1 * m2) / (d^2)

Trong đó G là hằng số hấp dẫn, m1 và m2 là khối lượng giữa hai vật, còn d là khoảng cách giữa chúng. G là một hằng số vật lý, theo Tổ chức về dữ liệu khoa học công nghệ (CODATA), trong hệ thống đo lường quốc tế SI, G có giá trị bằng 6,67 x 10^-11 N.m^2/kg^2.

Áp dụng định luật với Trái đất. Với khối lượng khoảng 6 x 10^24kg, Trái đất có một lực hấp dẫn cực mạnh. Đó là lý do khiến cho bạn vẫn còn dính chặt trên mặt đất, thay vì trôi lềnh phềnh trong vũ trụ.

Lực hấp dẫn còn tác động đến các vật thông qua trọng lượng (weight) của vật đó. Khi bạn bước lên cân, số đo của cân chỉ ra rằng gravity đã tác động đến cơ thể bạn như thế nào. Công thức tính trọng lượng như sau:

Trọng lượng = Khối lượng x g

Với g là gia tốc trọng trường. Gia tốc là một hằng số phụ thuộc vào gravity của Trái đất, khoảng 9,8m/s^2, nó không phụ thuộc vào khối lượng (mass) của vật. Đó là lý do tại sao, bạn thấy, một quyển sách, chiếc bút hay chiếc lông rơi từ cùng một độ cao, chúng chạm đất tại cùng một thời điểm.

Trong hàng trăm năm, lý thuyết của Newton có chỗ đứng vững chãi trong cộng đồng khoa học. Nhưng điều này đã thay đổi trong những năm của thế kỉ 20.

Einstein’s Gravity

Albert Einstein, nhận giải Nobel về Vật lý năm 1921, đã đưa ra một lý thuyết khác về gravity. Đây là một phần của Thuyết Tương Đối, và nó cho thấy một cách giải thích hoàn toàn khác so với định luật vạn vật hấp dẫn của Newton. Einstein không cho rằng gravity là một lực, ông cho rằng đây là một sự bóp méo về không gian và thời gian, nói cách khác, chính là chiều không gian thứ 4.

Với vật lý cổ điển, một vật sẽ luôn đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều nếu không có lực nào tác động vào nó. Nếu như vậy, khi không có ngoại lực tác động, hai vật đang chuyển động song song với vận tốc bằng nhau, sẽ giữ nguyên chuyển động của mình suốt quãng đường, và chúng sẽ không bao giờ gặp được nhau.

Nhưng thực tế thì, chúng sẽ chạm vào nhau. Các hạt xuất phát và chuyển động trên các đường thẳng song song rồi cũng sẽ gặp nhau. Lý thuyết của Newton nói rằng, điều này sẽ xảy ra do gravity, một lực hút giữa các vật với nhau. Einstein cũng nói rằng nó xảy ra do gravity, tuy nhiên, gravity lại không phải là một lực. Nó là một đường cong không gian – thời gian.

Theo Einstein, những vật này vẫn đi theo đường thẳng, tuy nhiên, do sự biến dạng của không gian – thời gian, mà các đường thẳng thực tế lại đi theo một hình cầu. Và như vậy, các vật đang di chuyển trên một mặt phẳng, thực tế lại đang đi “thẳng” trên hình cầu, và chúng sẽ gặp nhau tại một điểm nào đó.

Ngoài ra, những lý thuyết gần đây về gravity lại diễn giải nó theo hiện tượng sóng và hạt. Một mặt, tồn tại các hạt có tên gọi gravitons khiến cho các vật bị hút bởi những vật khác, gravitons không bao giờ có thể quan sát được. Và bên cạnh đó, là gravitational waves, đôi lúc được gọi là gravitational radiation, cho là được sinh ra khi một vật tăng tốc độ do tác động của ngoại lực...

Dù có gravitons hay không có gravitons, chúng ta vẫn biết chắc rằng, một vật bay lên sẽ phải rơi xuống. Mong rằng một ngày nào đó, sẽ có một lý thuyết hợp lý để giải thích tất cả. Còn hiện tại, chỉ cần biết rằng, Trái đất sẽ không bị nuốt chửng bởi Mặt trời đâu, vì có gravity giữ Trái đất yên ổn trên quỹ đạo của nó.

Cập nhật: 07/11/2018 Theo Trí Thức Trẻ, HowStuffWorks

Mặt trăng là vệ tinh tự nhiên của trái đất, nhưng tại sao nó lại tồn tại? chuyển động của mặt trăng và sự liên quan của nó trên hành tinh trái đất.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Điều quan trọng cần biết, ngoài Nguồn gốc và sự tiến hóa của Trái đất và những tác động mà điều này mang lại cho xã hội, các chuyển động mà nó tạo ra trên quỹ đạo của nó và ngoài ra, mặt trăng quay quanh nó. Trong đó có kích thước chiều dài 3.476 km.

Nó là vệ tinh lớn thứ năm trong vũ trụ, không giống như các hành tinh khác, trái đất chỉ có một mặt trăng, bằng XNUMX/XNUMX kích thước của hành tinh trái đất.

Mặt trăng là vệ tinh tự nhiên của hành tinh, nó chuyển động với quỹ đạo và tự quay. Các chuyển động khác nhau của nó và sự gần gũi hoặc khoảng cách của vị trí đối với hành tinh trái đất thiết lập khoảng thời gian của ngày, tuần, tháng và thậm chí cả năm và gây hại rất nhiều cho thủy triều.

Vệ tinh này khi quan sát có vẻ sáng như mặt trời, tuy nhiên, bề mặt của nó tối và mờ đục, nó là thiên thể duy nhất được con người ghé thăm.

Nguồn gốc của nó vẫn còn là một cuộc tranh luận, người ta nói rằng một vệ tinh khác có kích thước tương đương với kích thước của sao Hỏa, đã tác động vào trái đất khi mới xuất hiện, để lại mảnh vỡ đó trong quỹ đạo trái đất. Tuy nhiên, có nhiều giả thuyết khác.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Những chuyển động của Mặt Trăng là gì?

Hiểu được rằng giữa mặt trăng và trái đất có một lực hấp dẫn, các chuyển động tự nhiên của vệ tinh này được giải thích.

Tương tự như hành tinh trái đất, nó có hai chuyển động ban đầu và chúng được gọi là sự quay và dịch của mặt trăng, trên trục riêng của nó và tịnh tiến theo quỹ đạo quanh trái đất. Hai chuyển động đặc trưng của mặt trăng có liên quan đến thủy triều và các giai đoạn của mặt trăng.

Trong các chuyển động khác nhau mà anh ta sở hữu, anh ta áp dụng một khoảng thời gian nhất định để hoàn thành chúng.

Chuyển động tịnh tiến kéo dài bao lâu?

Tổng cộng mất khoảng 27,32 ngày, điều này làm cho mặt trăng luôn hiển thị cùng một khuôn mặt và khiến nó dường như luôn đứng yên hoàn toàn.

Điều này là do nhiều lý do hình học và một loại chuyển động khác mà nó sở hữu được gọi là sự phóng mặt trăng.

Khi trái đất quay quanh mặt trời, mặt trăng quay quanh trái đất, theo hướng đông. Khoảng cách của mặt trăng từ trái đất trong suốt chuyển động của nó thay đổi rất nhiều.

Chiều dài tồn tại giữa hành tinh và vệ tinh là 384.400 km, khoảng cách này thay đổi theo thời điểm mà nó đạt được quỹ đạo. Điều này là do quỹ đạo đủ khuếch tán và ở những thời điểm xa nhau, cấu trúc của mặt trời Nó chiếm ưu thế khá nhiều với lực hấp dẫn của nó.

Các nút của mặt trăng không cố định và di chuyển ra xa 18,6 năm ánh sáng. Nó làm cho mặt trăng khuyết không cố định và gây ra hiện tượng chu kỳ mặt trăng xảy ra khi mặt trăng ở trong pha toàn phần và ở gần quỹ đạo nhất của nó.

Sự quay và dịch của Mặt trăng

Chuyển động quay của mặt trăng được đồng bộ với chuyển động tịnh tiến. 

Vòng quay kéo dài 27,32 ngày, trong khi quá trình dịch chuyển mất khoảng 28 ngày hoặc thậm chí bằng với chu kỳ quay, do đó, mặt trăng luôn được quan sát từ trái đất, mang lại cảm giác rằng nó cố định và không chuyển động. , đây là những gì được gọi là một tháng cận kề.

Trong khi thực hiện chuyển động quay của nó, nó duy trì một góc nghiêng là 88,3 ° so với đường chuyển động tịnh tiến. Điều này là do lực hấp dẫn lớn hình thành giữa mặt trăng và trái đất.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Trong chuyển động tịnh tiến trên trái đất, nó nghiêng khoảng 5 ° so với hình elip. Tóm lại, bản thân nó cũng cần phải chuyển hoàn toàn.

Sự chuyển động xung quanh hành tinh này chính là thứ định hình nên các loại thủy triều khác nhau tồn tại ngày nay trên trái đất. Người ta nói rằng những điều này được xác định bởi chuyển động của mặt trăng.

Mặt trăng không chỉ thực hiện các chuyển động quay và tịnh tiến, còn có một cách gọi khác là chuyển động giải phóng. Đó là chuyển động quay mà mặt trăng tác dụng xung quanh mặt trời, chuyển động này được thực hiện đồng bộ giữa mặt trăng và trái đất, nó đang tự quay và chuyển động quanh trái đất, trong khi cả hai đều quay quanh mặt trời.

Trái đất tự quay mỗi ngày, theo hướng đông, vì vậy mỗi ngày trái đất mất khoảng một giờ để hoàn toàn hướng về mặt trăng, tức là từ trái đất trên bầu trời có thể nhìn thấy mặt trăng.

Các chuyển động của mặt trăng và trái đất là đồng bộ, do đó, mặt trăng phải mất thêm một giờ để mọc mỗi ngày, tức là nó bị trễ.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Hậu quả

Các chuyển động của mặt trăng gây ra những hậu quả đáng chú ý trên trái đất, những hiện tượng này được đặt tên là "tháng" cận kề hoặc cận kề, đồng nghĩa, nhiệt đới hoặc nhiệt đới và gió, ở đây chúng tôi giải thích từng hiện tượng đó:

tháng cận kề

Nó là một trong những hoàn thành trong 27 ngày, bảy giờ, 43 phút và 11 giây, nó xảy ra tại thời điểm mà giai đoạn của mặt trăng đã hình thành một vòng tròn đầy đủ. Được gọi là vòng tròn giờ và là cực đại trên thiên cầu.

tháng đồng nghĩa

Đó là khoảng thời gian kéo dài để thể hiện hai pha Mặt Trăng bằng nhau, nó có xu hướng kéo dài 29,5 ngày. Nó còn được biết đến với tên gọi là ru ngủ.

Tháng chí tuyến

Đó là thời gian để mặt trăng đi qua hai lần liên tiếp vòng tròn Aires, điều này có thể kéo dài 27 ngày.

Tháng Draconic

Nó dựa trên thời gian cần từ một giai đoạn của mặt trăng này sang giai đoạn khác để vượt qua nút đi lên, điều này kéo dài 27 ngày và 5 giờ.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Tháng bất thường

Đó là khi chu kỳ kéo dài, hai giai đoạn âm lịch liên tiếp diễn ra, kéo dài 27 ngày và 13 giờ.

Lunar Libration

Đó là một sự dịch chuyển mà mặt trăng có mà chúng ta chỉ có thể quan sát được 50% bề mặt hoặc bề mặt của nó. Lần lượt, có ba loại ngôn ngữ mặt trăng:

Phát hành tại Latitude

Nó được liên kết với độ nghiêng tồn tại giữa quỹ đạo của mặt trăng và mặt phẳng của hình elip. Điều này tạo ra rằng chỉ có thể quan sát mặt Bắc và mặt Nam của mặt trăng.

Tại điểm phẳng của Xích đạo mặt trăng, nó ở trên và dưới mặt phẳng của quỹ đạo, điều này đảm bảo rằng có nhiều bề mặt hơn để nhìn thấy từ vùng cực đối diện.

Day Libration

Sự chuyển động này phụ thuộc vào góc độ mà người quan sát đang nhìn vào mặt trăng, tức là vị trí tại thời điểm hình ảnh được chụp. Các phương pháp địa lý khác nhau là cần thiết cho việc này.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì

Phát hành độ dài

Nó dựa trên thực tế là chuyển động quay của mặt trăng là hoàn toàn phẳng hoặc đồng nhất, trong khi chuyển động tịnh tiến thì không.

Điều này làm cho vùng cận địa là phần mà mặt trăng di chuyển nhanh và vùng khuyết chậm hơn.

Điều gì đó tương tự cũng xảy ra với trái đất và quỹ đạo của nó liên quan đến Mặt trời vào thời điểm Xoay về phía tây, khiến chúng ta chỉ có thể quan sát một mặt ở khu vực phía đông và phía tây của mặt trăng.

Có thể nói, nguyệt quang là điểm nằm trên bề mặt của mặt trăng và là nơi hiện diện của ba loại giải thoát của mặt trăng. Người ta cho rằng nó khiến nó di chuyển theo một cách đặc biệt và nó không trở lại vị trí ban đầu.

Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì
Lực giữ cho mặt trăng luôn chuyển động trên quỹ đạo quanh trái đất là lực gì