מהו כוח הכבידה על פני כדור הארץ בזמן ליקוי חמה?

בהשפעת כוח הכבידה, כדור הארץ מקיף את השמש כבר כמה מיליארדי שנים. הירח מקיף את כדור הארץ כמעט באותה תקופה. כשהם מקיפים, מדי פעם השמש, הירח וכדור הארץ מסתדרים. מיקום הירח בדיוק בין השמש לכדור הארץ מביא ליקוי חמה. וכאשר כדור הארץ נמצא בדיוק בין השמש לירח, זה ליקוי ירח. למרות הליקויים נראים דרמטיים, אין להם כל השפעה על כוח הכבידה. ההבדל היחיד בכוח הכבידה במהלך ליקוי חמה הוא שהירח והשמש שניהם מושך את כדור הארץ מאותו צד - אבל זה באמת לא משנה שום מידה דֶרֶך.

כל אובייקט ביקום מושך אליו כל אובייקט אחר ביקום. זה היה התגלית של אייזיק ניוטון עם חוק הכבידה האוניברסלי. זו הצהרה מתמטית על גודל כוח הכבידה. המשוואה של ניוטון לכבידה אוניברסלית קובעת שכוח המשיכה הכבידה בין שני עצמים שווה ל- a קבוע הכבידה כפול המסה של האובייקט הראשון כפול המסה של השני, כולם מחולקים בריבוע המרחק ביניהם.

המרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש הוא 150 טריליון מטר, או 1.5 x 10 ^ 11 מטר. מסת השמש היא 1.99 x 10 ^ 30 ק"ג, בעוד שכדור הארץ שוקל 6.0 x 10 ^ 24 ק"ג. קבוע הכבידה הוא 6.67 x 10 ^ -11 מטר ^ 3 / (קילוגרם - שנייה ^ 2). אז כדור הארץ והשמש מושכים זה את זה בכוח השווה 3.52 x 10 ^ 22 ניוטונים. הניוטון הוא יחידת כוח השווה לקילוגרם מטר / שנייה ^ 2. ניוטון אחד שווה ל- 0.22 מהיחידה האנגלית המשמשת לעתים רחוקות הנקראת כוח פאונד, כך ש 3.52 x 10 ^ 22 ניוטון הוא 7.9 x 10 ^ 21 פאונד כוח.

המרחק הממוצע בין כדור הארץ לירח הוא 380 מיליון מטר ומסת הירח היא 7.35 x 10 ^ 22 קילוגרמים, כך שהכוח בין הירח לכדור הארץ הוא 2.03 x 10 ^ 20 ניוטון (4.5 x 10 ^ 19 כוח פאונד). כלומר, כוח הכבידה בין כדור הארץ לירח הוא כחצי אחוז מהכוח בין כדור הארץ לשמש.

במהלך ליקוי חמה משיכת הירח והשמש מתייצבות כך שכדור הארץ מרגיש כוח משולב של 3.54 x 10 ^ 22 ניוטונים (7.96 x 10 ^ 21 פאונד כוח) לכיוון השמש. במהלך ליקוי חמה הירח מושך בכיוון ההפוך מהשמש ויוצר כוח נטו של 3.50 x 10 ^ 22 ניוטון (7.87 x 10 ^ 21 פאונד כוח) לכיוון השמש.

אם לשים את זה בפרספקטיבה, במהלך שנה הצורה האליפטית של מסלול כדור הארץ מקרבת אותו רחוק יותר מהשמש. כאשר השמש וכדור הארץ הם הקרובים ביותר, משיכת הכבידה ביניהם היא 3.67 x 10 ^ 22 ניוטונים (8.25 x 10 ^ 21 פאונד כוח), וכשהם רחוקים ביותר האטרקציה היא 3.43 x 10 ^ 22 ניוטון (7.71 x 10 ^ 21 כוח פאונד). כלומר, השוני השנתי הרגיל בכוח הכבידה במהלך שנה הוא יותר מפי 10 מהשינוי הנובע ממיקומו של הירח בזמן ליקוי חמה.

אולי שאלה מעניינת עוד יותר כוללת את השפעת כוח הכבידה על עצמך במהלך ליקוי חמה. משיכת השמש עליכם היא בערך 0.0603 אחוז ממשיכת כדור הארץ עליכם. משיכת הירח היא כ- 0.0003 אחוז ממשיכת הכבידה של כדור הארץ. אז אם אתם שוקלים 68 קילוגרמים (150 פאונד), בצהריים בזמן ליקוי חמה - או בכל ירח חדש - היית שוקל 0.6 גרם (מאתיים מאונקיה) פחות ממה שהיית עושה בצהריים כשהוא מלא ירח.