Wat is de zwaartekracht op de aarde tijdens een zonsverduistering?

Onder invloed van de zwaartekracht draait de aarde al een paar miljard jaar om de zon. De maan draait al bijna net zo lang om de aarde. Terwijl ze om hun baan draaien, staan ​​de zon, de maan en de aarde zo nu en dan allemaal in een rij. De positionering van de maan precies tussen de zon en de aarde resulteert in een zonsverduistering. En als de aarde precies tussen de zon en de maan staat, is er sprake van een maansverduistering. Hoewel verduisteringen er dramatisch uitzien, hebben ze geen invloed op de zwaartekracht. Het enige verschil in zwaartekracht tijdens een zonsverduistering is dat de maan en de zon beide zijn aan dezelfde kant aan de aarde trekken -- maar dat maakt in geen enkel meetbaar verschil manier.

Elk object in het universum trekt elk ander object in het universum aan. Dat was de ontdekking van Isaac Newton met de wet van universele zwaartekracht. Het is een wiskundige verklaring van de grootte van de zwaartekracht. Newtons vergelijking voor universele zwaartekracht stelt dat de aantrekkingskracht tussen twee objecten gelijk is aan a zwaartekrachtconstante maal de massa van het eerste object maal de massa van het tweede, alles gedeeld door het kwadraat van de afstand tussen hen.

De gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon is 150 biljoen meter, ofwel 1,5 x 10^11 meter. De massa van de zon is 1,99 x 10^30 kilogram, terwijl de aarde 6,0 x 10^24 kilogram weegt. De zwaartekrachtconstante is 6,67 x 10^-11 meter^3 / (kilogram - seconde^2). Dus de aarde en de zon trekken aan elkaar met een kracht gelijk aan 3,52 x 10^22 newton. De newton is een eenheid van kracht die gelijk is aan een kilogram-meter/seconde^2. Eén newton is gelijk aan 0,22 van de zelden gebruikte Engelse eenheid pound-force, dus 3,52 x 10^22 newton is 7,9 x 10^21 pound-force.

De gemiddelde afstand tussen de aarde en de maan is 380 miljoen meter en de massa van de maan is 7,35 x 10^22 kilogram, dus de kracht tussen de maan en de aarde is 2,03 x 10^20 newton (4,5 x 10^19 pond-kracht). Dat wil zeggen, de zwaartekracht tussen de aarde en de maan is ongeveer een half procent van de kracht tussen de aarde en de zon.

Tijdens een zonsverduistering staan ​​de aantrekkingskracht van de maan en de zon op één lijn, zodat de aarde een gecombineerde kracht van 3,54 x 10^22 newton (7,96 x 10^21 pound-force) in de richting van de zon voelt. Tijdens een maansverduistering trekt de maan in de tegenovergestelde richting als de zon, waardoor een nettokracht van 3,50 x 10^22 newton (7,87 x 10^21 pound-force) in de richting van de zon ontstaat.

Om dit in perspectief te plaatsen: gedurende een jaar brengt de elliptische vorm van de baan van de aarde deze dichter en verder van de zon. Als de zon en de aarde het dichtst bij zijn, is de aantrekkingskracht tussen hen 3,67 x 10^22 newton (8,25 x 10 ^ 21 pound-force), en wanneer ze het verst zijn, is de aantrekkingskracht 3,43 x 10 ^ 22 newton (7,71 x 10 ^ 21 pond-kracht). Dat wil zeggen, de normale jaarlijkse variatie in zwaartekracht in de loop van een jaar is meer dan 10 keer zo groot als de verandering als gevolg van de positie van de maan tijdens verduisteringen.

Misschien is een nog interessantere vraag het effect van de zwaartekracht op jezelf tijdens een zonsverduistering. De aantrekkingskracht van de zon op jou is ongeveer 0,0603 procent van de aantrekkingskracht van de aarde op jou. De aantrekkingskracht van de maan is ongeveer 0,0003 procent van de aantrekkingskracht van de aarde. Dus als je 68 kilogram (150 pond) weegt, 's middags tijdens een zonsverduistering - of tijdens elke nieuwe maan -- je zou 0,6 gram (tweehonderdste van een ounce) minder wegen dan 's middags wanneer het een volle maan.