Mikä on maan painovoima auringonpimennyksen aikana?

Maapallo on kiertänyt aurinkoa muutaman miljardin vuoden ajan painovoiman vaikutuksesta. Kuu on kiertänyt maata melkein yhtä kauan. Kiertäessään aurinko, kuu ja maa ovat aina silloin tällöin rivissä. Kuun sijainti tarkalleen auringon ja maan välillä johtaa auringonpimennykseen. Ja kun maa on juuri auringon ja kuun välissä, se on kuunpimennys. Vaikka pimennykset näyttävät dramaattisilta, niillä ei ole vaikutusta painovoimaan. Ainoa ero painovoimassa auringonpimennyksen aikana on, että kuu ja aurinko ovat molemmat vetämällä maapalloa samalla puolella - mutta sillä ei todellakaan ole mitään eroa mitattavissa tapa.

Jokainen esine maailmankaikkeudessa houkuttelee kaikkia muita esineitä maailmankaikkeudessa. Se oli Isaac Newtonin löytö yleisen painovoiman lailla. Se on matemaattinen lausunto painovoiman suuruudesta. Newtonin yleisen painovoiman yhtälö toteaa, että kahden objektin välinen painovoiman vetovoima on yhtä suuri kuin a painovoiman vakiot kertaa ensimmäisen kohteen massa kerrottuna toisen massa, jaettuna kaikki etäisyyden neliöllä heidän välillään.

Maan ja auringon keskimääräinen etäisyys on 150 biljoonaa metriä eli 1,5 x 10 ^ 11 metriä. Auringon massa on 1,99 x 10 ^ 30 kiloa, kun taas maa painaa 6,0 x 10 ^ 24 kiloa. Painovoiman vakio on 6,67 x 10 ^ -11 metriä ^ 3 / (kilogramma - sekunti ^ 2). Joten maa ja aurinko vetävät toisiaan voimalla, joka on yhtä suuri kuin 3,52 x 10 ^ 22 newtonia. Newton on voimayksikkö, joka on yhtä suuri kuin kilogrammimetri / sekunti ^ 2. Yksi newton on yhtä suuri kuin 0,22 harvoin käytetystä englantilaisesta yksiköstä, jota kutsutaan pound-forceiksi, joten 3,52 x 10 ^ 22 newtonia on 7,9 x 10 ^ 21 pound-force.

Maan ja kuun keskimääräinen etäisyys on 380 miljoonaa metriä ja kuun massa on 7,35 x 10 ^ 22 kiloa, joten kuun ja maan välinen voima on 2,03 x 10 ^ 20 newtonia (4,5 x 10 ^ 19 punta-voima). Toisin sanoen maan ja kuun välinen painovoima on noin puolet prosenttia maan ja auringon välisestä voimasta.

Auringonpimennyksen aikana kuu ja aurinko vetävät riviinsä niin, että maapallo tuntee 3,54 x 10 ^ 22 newtonin (7,96 x 10 ^ 21 paunavoiman) yhdistetyn voiman auringon suuntaan. Kuunpimennyksen aikana kuu vetää päinvastaiseen suuntaan kuin aurinko, jolloin nettovoima on 3,50 x 10 ^ 22 newtonia (7,87 x 10 ^ 21 paunavoimaa) auringon suuntaan.

Tämän näkökulmasta voidaan todeta, että vuoden aikana maapallon kiertoradan elliptinen muoto tuo sen lähemmäksi ja kauemmas auringosta. Kun aurinko ja maa ovat lähimpänä, niiden välinen painovoima on 3,67 x 10 ^ 22 newtonia (8,25 x 10 ^ 21 paunaa), ja kun he ovat kauimpana, vetovoima on 3,43 x 10 ^ 22 newtonia (7,71 x 10 ^ 21 punta-voima). Toisin sanoen, painovoiman normaali vuotuinen vaihtelu vuoden aikana on yli 10 kertaa niin suuri kuin kuun sijainnista johtuvan muutoksen pimennysten aikana.

Ehkä vieläkin mielenkiintoisempi kysymys liittyy painovoiman vaikutukseen itseesi auringonpimennyksen aikana. Auringon vetovoima on noin 0,0603 prosenttia maapallon vetovoimasta. Kuun vetovoima on noin 0,0003 prosenttia maapallon painovoimasta. Joten jos painat 68 kiloa (150 kiloa), keskipäivällä auringonpimennyksen aikana tai minkä tahansa uuden kuun aikana - painaisit 0,6 grammaa (kaksi sadasosaa unssista) vähemmän kuin keskipäivällä, kun se on täynnä kuu.