Естественные науки

Почему Луна, замедляя вращение, отрывается от Земли? Разве она не должна для этого, наоборот, ускоряться?

Если находящемуся на орбите спутнику придавать дополнительную скорость, центробежная сила пересилит центростремительную, и он сорвётся с орбиты и улетит. Если скорость, наоборот, затормаживать в нуль, центробежная сила перестанет противодействовать центростремительной, и тогда он упадёт к центру. Тогда почему, если Луна замедляет скорость, она отрывается, а не падает? Или я чего-то не догоняю?
Да, вполне оправданное заблуждение, я тоже буквально недавно так же думал.

Вы исходите из утверждения, что если что-то толкнуть, то оно перейдёт на более высокую орбиту, а если что-то притормозить, то оно начнёт падать. Но тут то немного другой процесс происходит. Луну никто не тормозит и не подталкивает. Просто из-за того, что на Земле происходят приливные процессы, система Земля-Луна ведёт себя не как 2 твёрдых шарика вращающихся друг вокруг друга - она немного "пошатывается" из за приливов на Земле.

Вообще мне этот процесс видится сложным, что бы его так просто в двух словах описать, но именно благодаря этому "пошатыванию" Луна теряет скорость, но при этом поднимается выше, ведь в момент потери скорости по факту находится чуть выше своей прошлой орбиты, а потому просто ложится на новую орбиту, где этой скорости достаточно, что бы не упасть.
Таня Согуйко
Таня Согуйко
42 958
Лучший ответ
Маша Черных На самом деле Земля действительно подталкивает Луну вперед по ходу движения. Это можно понять, немного подключив зрительное воображение. Представь Землю (как бы жидкую), которая вытянута "огурцом" в направлении линии, соединяющей ее с Луной. Это - два приливных горба, известных еще со школы. Но Земля вращается в несколько раз быстрее, чем Луна облетает вокруг нее. Эти самые приливные горбы состоят из вещества (очень массивного, многие миллионы тонн), которое ДВИЖЕТСЯ вперед вместе с вращением Земли. Земля постоянно "выносит" эти приливные горбы из-под Луны вперед, поэтому они всегда слегка опережают Луну. Это известно всем морякам - пик прилива всегда наступает заметно раньше, чем Луна доберется до зенита.

Теперь дальше...
Алексей Яхимович Как я понял, из-за приливных процессов форма Земли, грубо говоря, перестаёт быть "шариком", и становится "яйцом", где кора и всё что под ней - желток, а вода - белок. Яйцо притягивает чуть хуже, чем шар, поэтому Луна чуть чуть отрывается. Выходя на более широкую орбиту, она замедляет своё обращение вокруг Земли. Я на правильном пути?
Маша Черных Луна притягивается к Земле. Точнее, к МАССЕ, которую имеет Земля. В том числе и к этим много-миллионо-тонным массам воды и суши, которые были подняты приливным горбом.
И тут самое время вспомнить, что сила тяготения зависит от расстояния. Более близкая масса тяготеет сильнее, чем такая же, но более удаленная, верно? Так вот, из двух приливных горбов, Луна намного сильнее тянется к ближайшему (который вынесен Землей ВПЕРЕД по ходу движения), чем к противоположному, заднему горбу. Суммируя все силы, нетрудно обнаружить, что Луна, вот так искривив сферическую форму Земли, притягивается НЕ к ее геометрическому центру, а к воображаемой точке несколько ВПЕРЕДИ этого центра. И самое главное - эта точка непрерывно "убегает" вперед, перемещается впереди Луны. Именно поэтому Луна непрерывно получает
Маша Черных небольшое ускорение вперед. А избыток скорости, порожденный этим ускорением, вынуждает Луну забираться на все более высокую орбиту. А забираясь туда, Луна ТЕРЯЕТ избыток скорости. Оба эти процесса (ускорение и замедление) накладываются друг на друга - и получается, что Луна не столько меняет скорость, сколько забирается на все более высокую орбиту. А Земля, в свою очередь, испытывает со стороны Луны постоянное небольшое торможение, и замедляет свое вращение.
Если придать спутнику дополнительную скорость, он необязательно "улетит". На это скорости может и не хватить. Он просто начнет удаляться, одновременно ТЕРЯЯ скорость (аналогично подъему на горочку с разбега). Если начальная скорость не превышала 2-й космической для исходной высоты, тогда скорости НЕ ХВАТИТ, чтобы уйти совсем. Спутник просто заберется на некоторую большую высоту, растеряет всю инерцию, и начнет снова снижаться и разгоняться. В итоге получится эллиптическая орбита. Тем более вытянутая, чем больше избыток скорости ты придал.
Если, дождавшись подъема спутника до апогея, ЕЩЕ РАЗ его подтолкнуть (с точно такой же силой, как и в первый раз), то получится точно такая скорость, которая нужна для круговой орбиты на этой высоте, и спутник полетит по окружности.
Если же начальный толчок давал скорость выше 2-й космической, то "эллипс" новой орбиты окажется бесконечно вытянутым - иными словами, просто станет незамкнутой кривой. И спутник улетит.

Да, для движения по круговой орбите требуется 1-я космическая скорость. Но она зависит от силы тяготения - а эта сила СЛАБЕЕТ с удалением от планеты. Поэтому чем выше орбита, тем ниже 1-я косм. скорость. Да, на более высокой орбите Луна должна двигаться медленнее. Но вот чтобы забраться на эту орбиту - ей-таки требуется избыток скорости вначале. И по мере подъема она этот избыток скорости постепенно преобразует в набор высоты.
Вот и получается, что подталкивая Луну вперед по ходу движения, Земля вынуждает ее подниматься "в горочку". Но подъем на гору естественным образом затормаживает движение, благодаря чему орбита Луны остается в общих чертах почти круговой и устойчивой. И на каждой новой высоте скорость Луны остается почти равна 1-й космической - т. е. все более низкой :-)
Нет, улететь совсем Луна никак не сможет. И даже не потому, что рано или поздно она-таки заставит Землю вращаться медленнее, и тем самым весь процесс прекратится. На самом деле он прекратится даже раньше - потому что с удалением Луны ослабляется и ее приливное взаимодействие с Землей. Процесс не только замедляется, но и слабеет по интенсивности.

Короче говоря, ты путаешь причину и следствие. Луна не "поднимается, потому что теряет скорость", а наоборот, "теряет скорость, потому что поднимается". Согласись, в таком порядке все сразу выглядит вполне логичным :-)
Маша Черных
Маша Черных
74 422
Алексей Яхимович Спасибо за ответ. Очень детально и главное понятно.
для ориентира: если на круговой орбите у ракеты включить маломощный двигатель на разгон - ракета станет подниматься по спирали, но скорость ее станет падать. если включить на торможение - станет опускаться и разгоняться.

аналог тут - шарик, крутящийся по конусу. он из-за трения теряет энергию, опускается, но линейная скороссть при этом растет.
P.
P.s. .
79 165
Земля пытается раскрутить, то есть, ускорить Луну. Но на самом деле у неё получается увести её на более далёкую орбиту. А чем дальше орбита, тем меньше скорость)
Олег Крайнов
Олег Крайнов
50 310
ОТРЫВАНИЕ = УСКОРЕНИЕ

может, автор вопроса имел ввиду нечто иное?
Ажар Жаксылык
Ажар Жаксылык
80 271
Алексей Яхимович Написал вопрос, потому, что неохота было идти на вики. Спустя несколько мин после опубликования сам допёр до ответа. Всё правильно, ускорение = отрывание. Просто изначально попутал скорость движения со скоростью вращения.
А вы потенциальную и кинетическую энергию тела на круговой орбите умеете считать?
Если да, считайте - увидете, что чем выше орбита, тем полная механическая энергия больше, хоть и кинетичнская - меньше.
Мария Недюхина
Мария Недюхина
76 843
"Если находящемуся на орбите спутнику придавать дополнительную скорость, центробежная сила пересилит центростремительную, и он сорвётся с орбиты и улетит.
Если скорость, наоборот, затормаживать в нуль, центробежная сила перестанет противодействовать центростремительной, и тогда он упадёт к центру." -

- это верно, только если увеличить скорость спутника за малое (по ср. с временем его обращения). Если же к спутнику постоянно приложена (малая) сила, имеющая составляющую в направлении его скорости (а именно такова сила, действующая на Луну от приливных деформаций Земли), эта составляющая силы будет совершать работу, увеличивая полную энергию спутника. Т. е. орбита будет медленно эволюционировать - радиус будет увеличиваться, а скорость уменьшаться.
В общем, примерно верно сказанное В. Н..
Физик.
Mr. Indifference
Mr. Indifference
56 444
Понаблюдай за фигуристами... когда они крутятся на месте...
Закон сохранения момента импульса и энергии.

Про Луну вот тут https://ru.wikipedia.org/wiki/Приливное_ускорение
Аня Павлуш
Аня Павлуш
55 991
Земля вращается вокруг оси чуть быстрее, чем обращается вокруг нее Луна. Мысленно свяжем Землю и Луну нитью и заменим приливные силы силами натяжения нити (силами упругости). Так как Земля чуть опережает Луну нить будет натягиваться и ускорять Луну. Но в то же время будет тормозиться Земля. Так работают приливные силы, и Луна ускоряется, отдаляясь от Земли на 4 см в год. Правда до поры до времени.... Отдаляясь, скорость Луны будет уменьшаться и приливные силы вновь будут синхронизировать ее движение.
Маша Черных Даже не "чуть быстрее", а весьма конкретно быстрее! В 28 раз!

Похожие вопросы