Słońce jest wystarczająco silne, aby trzymać gazowych gigantów blisko siebie, ale dlaczego nie ludzie?
Słońce jest wystarczająco silne, aby trzymać gazowych gigantów blisko siebie, ale dlaczego nie ludzie?
Słońce trzyma Cię blisko. W końcu okrążasz go tak, jak Ziemia. Nie odlatujesz w kosmos, ponieważ Ziemia i ty doświadczasz tego samego przyspieszenia z powodu siły grawitacji Słońca, więc orbitujesz razem; jest to czasami nazywane zasadą równoważności.
Gdybyś jednak unosił się blisko Ziemi, ale bliżej Słońca, doświadczyłbyś silniejszej grawitacji. Znajdowałbyś się na mniejszej orbicie, która spowodowałaby oddalenie się od Ziemi. Nie wpadłbyś jednak w Słońce.
Edycja: zapomniałem powiedzieć coś o planetach zewnętrznych, coś, czego dotykają inne odpowiedzi, ale myślę, że się mylę. Po pierwsze, powinniśmy mówić raczej o przyspieszeniu niż o sile, ponieważ jak powiedziałem wcześniej, wszystkie obiekty w danej odległości od Słońca doświadczają różnych sił, ale tego samego przyspieszenia.
Pytasz „dlaczego Słońce jest wystarczająco silne, aby utrzymać odległe planety na orbicie, ale ja w nie nie wpadam?”. Ważne jest to, że nie potrzebujesz tak dużego przyspieszenia, aby utrzymać planety na orbicie, ponieważ są one daleko i poruszają się bardzo wolno.
But, to małe przyspieszenie nie jest powodem, dla którego go nie czujesz. Powodem jest to, że swobodnie spadasz wokół Słońca; nawet gdybyś przemieszczał się wokół kilometrów od powierzchni Słońca, nie czułbyś ogromnej siły grawitacji, ponieważ wpływa ona na wszystko wokół ciebie dokładnie w ten sam sposób (pomijając efekty pływowe).
Po pierwsze, planety są dużo, dużo bardziej masywne niż ty, więc grawitacja słoneczna wywiera na nie znacznie większą siłę niż na ciebie.
Po drugie (i co ważniejsze), jesteś dużo bliżej Ziemi niż słońca.Grawitacja jest zgodna z tak zwanym prawem odwrotnych kwadratów , co w prostych słowach oznacza, że jeśli podwoisz odległość między dwoma obiektami, siła siły stanie się 4 razy mniejsza (ponieważ 2 do kwadratu to 4).Jeśli potroisz odległość, siła będzie 9 razy słabsza.
Słońce jest oddalone o około 150 \, 000 \, 000 $ na kilometry, podczas gdy środek Ziemi jest oddalony od Ciebie tylko o 6 $ \, 300 $.To równa się współczynnikowi zwiększania odległości 24 $ \, 000 $ ... Więc siła byłaby 24 $ \, 000 ^ 2 = 576 \, 000 \, 000 $ razy słabsza.Masa Słońca jest tylko około 300 $ \, 000 $ razy większa niż masa Ziemi.Więc nie jest wystarczająco blisko, aby nadrobić słabość spowodowaną ogromnym dystansem.
Słońce ciągnie cię w górę (w kierunku swojego środka) z siłą $$ \ rm F_ {słońce} = G \ frac {M_ {słońce} × m_ {ty}} {R ^ 2} $$ i Ziemia ciągnie Cię w dół (w kierunku własnego środka) z siłą $$ \ rm F_ {earth} = G \ frac {M_ {earth} × m_ {you}} { r ^ 2} $$
Jeśli znajdziemy stosunek między siłą w dół Ziemi i w górę słońca, otrzymamy
$$ \ rm α = \ frac {M_ {ziemia}} {M_ {słońce}} \ frac {R ^ 2} {r ^ 2} $$
$ \ rm α $ większe niż 1 oznacza, że Ziemia ciągnie Cię w dół z większą siłą. Jeśli jest mniejszy niż 1, słońce ciągnie cię w górę z większą siłą. Od
$ \ rm M_ {ziemia} = 6 × 10 ^ {24} kg $; $ \ rm M_ {słońce} = 2 × 10 ^ {30} kg $; $ \ rm r = 6,4 × 10 ^ 3 km $; $ \ rm R = 1,5 × 10 ^ 8 km $, a następnie
$$ α = 1,6 × 10 ^ 3 $$
Więc Ziemia ciągnie cię w dół z siłą około 1600 razy większą niż Słońce. Dlatego słońce nie może oderwać cię od ziemi.
W przypadku planet nieważne jak duża jest siła między nimi a Słońcem, nadal byłyby uwięzione (w rzeczywistości ty, ja i cała Ziemia też), ponieważ nie ma innej siły ciągnącej je z dala od słońca, tak jak Ziemia działała na ciebie przeciwnie do grawitacji słońca (zapomnij o innych gwiazdach i całym wszechświecie, ok).
Siła grawitacji jest generowana między wszystkimi obiektami w naszym wszechświecie.możesz obliczyć tę siłę za pomocą tego równania:
$$ F = \ frac {G \ cdot M \ cdot m} {r ^ 2} $$
gdzie $ G $ jest stałą grawitacji $ 6,67 \ times {10 ^ {- 11}} $,
$ M $ to masa jednego obiektu, a $ m $ to masa drugiego (w kg)
a $ r $ to odległość między obiektami (w metrach).
Jeśli obliczysz siłę przyłożoną między tobą a słońcem, zobaczysz, że jest ona znacznie mniejsza niż siła między tobą a ziemią.
Więc ziemia w rzeczywistości ciągnie cię mocniej.