Sotto l'influenza della forza gravitazionale, la Terra orbita intorno al sole da alcuni miliardi di anni. La luna è in orbita intorno alla Terra da quasi altrettanto tempo. Mentre orbitano, ogni tanto il sole, la luna e la Terra si allineano. Il posizionamento della luna esattamente tra il sole e la Terra provoca un'eclissi solare. E quando la Terra è esattamente tra il sole e la luna, è un'eclissi lunare. Sebbene le eclissi sembrino drammatiche, non hanno alcuna influenza sulla forza gravitazionale. L'unica differenza nella forza gravitazionale durante un'eclissi solare è che la luna e il sole sono entrambi tirando la Terra dallo stesso lato - ma questo non fa davvero alcuna differenza misurabile modo.
Gravità
Ogni oggetto nell'universo attrae ogni altro oggetto nell'universo. Questa è stata la scoperta di Isaac Newton con la legge di gravitazione universale. È un'affermazione matematica dell'entità della forza gravitazionale. L'equazione di Newton per la gravitazione universale afferma che la forza di attrazione gravitazionale tra due oggetti è uguale a a costante gravitazionale per la massa del primo oggetto per la massa del secondo, tutto diviso per il quadrato della distanza fra loro.
Terra, Sole e Luna
La distanza media tra la Terra e il Sole è 150 trilioni di metri, o 1,5 x 10^11 metri. La massa del sole è 1,99 x 10^30 chilogrammi, mentre la Terra pesa 6,0 x 10^24 chilogrammi. La costante gravitazionale è 6,67 x 10^-11 metri^3 / (chilogrammo - secondo^2). Quindi la Terra e il Sole si attraggono con una forza pari a 3,52 x 10^22 newton. Il newton è un'unità di forza pari a un chilogrammo metro/secondo^2. Un newton è uguale a 0,22 dell'unità inglese raramente usata chiamata libbra-forza, quindi 3,52 x 10^22 newton è 7,9 x 10^21 libbra-forza.
La distanza media tra la Terra e la luna è di 380 milioni di metri e la massa della luna è 7,35 x 10^22 chilogrammi, quindi la forza tra la luna e la Terra è 2,03 x 10^20 newton (4,5 x 10^19 libbra-forza). Cioè, la forza gravitazionale tra la Terra e la luna è circa il mezzo percento della forza tra la Terra e il sole.
Durante le eclissi
Durante un'eclissi solare l'attrazione della luna e del sole si allineano in modo che la Terra senta una forza combinata di 3,54 x 10^22 newton (7,96 x 10^21 libbre-forza) nella direzione del sole. Durante un'eclissi lunare la luna tira nella direzione opposta al sole, creando una forza netta di 3,50 x 10^22 newton (7,87 x 10^21 libbre-forza) nella direzione del sole.
Per mettere questo in prospettiva, durante un anno la forma ellittica dell'orbita terrestre la avvicina e la allontana dal sole. Quando il sole e la Terra sono più vicini, l'attrazione gravitazionale tra di loro è 3,67 x 10^22 newton (8,25 x 10^21 libbre di forza), e quando sono più lontani l'attrazione è 3,43 x 10^22 newton (7,71 x 10^21 libbra-forza). Cioè, la normale variazione annuale della forza gravitazionale nel corso di un anno è più di 10 volte maggiore del cambiamento dovuto alla posizione della luna durante le eclissi.
Gravità su di te
Forse una domanda ancora più interessante riguarda l'effetto della forza gravitazionale su di te durante un'eclissi solare. L'attrazione del sole su di te è circa lo 0,0603 percento dell'attrazione della Terra su di te. L'attrazione della luna è circa lo 0,0003 percento dell'attrazione gravitazionale terrestre. Quindi se pesi 68 chilogrammi (150 libbre), a mezzogiorno durante un'eclissi solare o durante qualsiasi luna nuova -- peseresti 0,6 grammi (due centesimi di oncia) in meno di quanto avresti a mezzogiorno quando è pieno Luna.