Под действием силы тяжести Земля вращается вокруг Солнца в течение нескольких миллиардов лет. Луна вращается вокруг Земли почти столько же времени. Когда они вращаются по орбите, то время от времени Солнце, Луна и Земля выстраиваются в линию. Расположение Луны точно между Солнцем и Землей приводит к солнечному затмению. А когда Земля находится точно между Солнцем и Луной, это лунное затмение. Хотя затмения выглядят драматично, они не влияют на гравитационную силу. Единственная разница в силе гравитации во время солнечного затмения состоит в том, что Луна и Солнце одновременно притягивает Землю с одной и той же стороны - но на самом деле это не имеет никакого значения для каких-либо измеримых способ.
Сила тяжести
Каждый объект во вселенной притягивает любой другой объект во вселенной. Это было открытие Исаака Ньютона с законом всемирного тяготения. Это математическое определение величины гравитационной силы. Уравнение Ньютона для всемирного тяготения утверждает, что сила гравитационного притяжения между двумя объектами равна гравитационная постоянная, умноженная на массу первого объекта, умноженную на массу второго, все деленное на квадрат расстояния между ними.
Земля, Солнце и Луна
Среднее расстояние между Землей и Солнцем составляет 150 триллионов метров, или 1,5 x 10 ^ 11 метров. Масса Солнца составляет 1,99 x 10 ^ 30 кг, а масса Земли - 6,0 x 10 ^ 24 кг. Гравитационная постоянная равна 6,67 x 10 ^ -11 метр ^ 3 / (килограмм - секунда ^ 2). Итак, Земля и Солнце притягивают друг друга с силой, равной 3,52 x 10 ^ 22 ньютонов. Ньютон - единица силы, равная килограмм-метру в секунду ^ 2. Один ньютон равен 0,22 редко используемой английской единицы, называемой фунт-сила, поэтому 3,52 x 10 ^ 22 ньютона равняется 7,9 x 10 ^ 21 фунт-сила.
Среднее расстояние между Землей и Луной составляет 380 миллионов метров, а масса Луны составляет 7,35 x 10 ^ 22 килограммов, поэтому сила между Луной и Землей составляет 2,03 x 10 ^ 20 ньютонов (4,5 x 10 ^ 19 фунт-сила). То есть гравитационная сила между Землей и Луной составляет около половины процента силы между Землей и Солнцем.
Во время затмений
Во время солнечного затмения притяжение Луны и Солнца выстраивается так, что Земля ощущает объединенную силу 3,54 x 10 ^ 22 ньютонов (7,96 x 10 ^ 21 фунт-сила) в направлении солнца. Во время лунного затмения Луна движется в направлении, противоположном направлению Солнца, создавая чистую силу в 3,50 x 10 ^ 22 ньютонов (7,87 x 10 ^ 21 фунт-сила) в направлении солнца.
Для сравнения: в течение года эллиптическая форма орбиты Земли приближает ее к Солнцу. Когда Солнце и Земля находятся ближе всего к Земле, гравитационное притяжение между ними составляет 3,67 x 10 ^ 22 ньютонов (8,25 x 10 ^ 21 фунт-сила), а когда они самые дальние, притяжение составляет 3,43 x 10 ^ 22 ньютона (7,71 x 10 ^ 21 фунт-сила). То есть нормальное годовое изменение гравитационной силы в течение года более чем в 10 раз превышает изменение из-за положения Луны во время затмений.
Гравитация на вас
Может быть, еще более интересный вопрос касается влияния гравитационной силы на вас во время солнечного затмения. Солнце притягивает вас примерно 0,0603 процента от притяжения Земли. Притяжение Луны составляет около 0,0003 процента гравитационного притяжения Земли. Итак, если вы весите 68 килограммов (150 фунтов), в полдень во время солнечного затмения или во время любого новолуния - вы будете весить на 0,6 грамма (две сотых унции) меньше, чем в полдень, когда это полный Луна.
