你是不是很奇怪,比如说月球公转速度只有一千米每秒左右,远远达不到第一宇宙速度7.9千米每秒,但为什么它能不落地球上,地球的物体达不到这个速度就会落下来呢?

其实这个问题回答起来也很简单,主要涉及两大点,引力和离心力。

引力理论上可以无限远,只不过距离越远引力越小,但不会消失。我们月球距离地球38.4万千米,引力对其的作用不是很强,或许你会说,那为什么月球还被地球引力所捕获,成了卫星。

为什么月球不能摆脱引力(地球有引力为什么不能把月球吸引过来)(1)

引力的作用小不代表地球就不能捕获月球,地球之所以把月球捕获成为自己的卫星,而真实意义上没把月球纳为己有,其实还有很重要的一点。

我们知道,地球上的任何东西,只要能达到第一宇宙速度7.9千米每秒,就能离开地球表面,绕地球做圆周运动,但其实它还无法摆脱地球引力,只有达到第二宇宙速度,约11.2千米每秒它才能脱离地球轨道,绕太阳运行。那么,为什么速度提上去就会这样呢?

月球在绕太阳运动时,也产生了离心力,虽然它只以一千米左右的速度绕地球运行,但由于距离地球较远,但产生的离心力也足够抗衡地球引力,使它与地球出于平衡状态,自然地球无法真正捕获月球。

为什么月球不能摆脱引力(地球有引力为什么不能把月球吸引过来)(2)

小时候经常做的一个游戏:拿一个碗,放一个玻璃球,然后转动碗,玻璃球就会沿碗壁做圆周运动。速度过快小球就会飞出碗沿,速度过慢,小球就会掉落碗底。这其实是一个向心力与离心力平衡的问题。

地球对月球有引力,但为什么不能把月球吸引过来?因为月球在运动,对地球会产生离心力,这两个力平衡,月球就会绕地球做圆周运动。

如果月球运动速度过快,就会挣脱地球引力逃逸;过慢则会被地球吸引过来。月球运动产生的离心力与地球引力达到了一种微妙的平衡,才会有我们现在看到的地月关系。

月球受到地球的引力作用时,该引力是平方反比力,根据平方反比力的性质,可以推导出(PXL)/k一R/r=e守恒,e称为楞次一一隆格矢量,e的方向为即为月球绕地球公转的椭圆轨道的长半轴的方向,也即拱线方向,将e与矢径R取内积即得:r.e二r.(pXL)/k一r从而re.cosB十r二L*2/k,即r二L*2/k(1十eCosB),该式即月球绕地球公转的极坐标椭圆轨道方程,其中K=GMm,G为万有引力常数,M为地球质量,m为月球,L*2表示角动量的模长的平方,e为偏心率!

这就是说,力学规律决定了月球只能绕地球作椭圆运动或者抛物线运动或者双曲线运动!

月球掉落地球的条件:L二R×p二O,此时R/r二e二常数矢量,R为地月质心的连线矢量,方向为从地球质心指向月球质心,r为矢量R的模长,此时R∥p,也就是说只有当月球的速度方向平行于地月质心的连线时,月球才能掉落在地球上,除此之外,其它一切条件,月球都不可能掉落地球!

为什么月球不能摆脱引力(地球有引力为什么不能把月球吸引过来)(3)

月球:要我过来也可以,你先想办法让我停下来,老是围着你转我有点头晕,我停下来缓缓马上就可以过来了。还有,我过来了你可别跑哦!

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