Güneş Tutulması Sırasında Dünyadaki Yerçekimi Kuvveti Nedir?

Yerçekimi kuvvetinin etkisi altında, Dünya birkaç milyar yıldır güneşin etrafında dönüyor. Ay neredeyse bir süredir Dünya'nın etrafında dönüyor. Onlar yörüngedeyken, ara sıra güneş, ay ve Dünya sıraya girerler. Ay'ın tam olarak güneş ile Dünya arasında konumlandırılması, güneş tutulması ile sonuçlanır. Ve Dünya tam olarak güneş ve ay arasında olduğunda, bu bir ay tutulmasıdır. Tutulmalar dramatik görünse de yerçekimi kuvveti üzerinde hiçbir etkileri yoktur. Güneş tutulması sırasında yerçekimi kuvvetindeki tek fark, ayın ve güneşin her ikisinin de aynı olmasıdır. Dünya'yı aynı taraftan çekmek - ama bu gerçekten ölçülebilir herhangi bir fark yaratmaz yol.

Evrendeki her nesne, evrendeki diğer her nesneyi çeker. Bu, Isaac Newton'un evrensel yerçekimi yasasını keşfiydi. Bu, yerçekimi kuvvetinin büyüklüğünün matematiksel bir ifadesidir. Newton'un evrensel yerçekimi denklemi, iki nesne arasındaki yerçekimi çekim kuvvetinin bir yerçekimi sabiti çarpı birinci cismin kütlesi çarpı ikincinin kütlesi, tümü uzaklığın karesine bölünür onların arasında.

Dünya ile güneş arasındaki ortalama uzaklık 150 trilyon metre veya 1,5 x 10^11 metredir. Güneş'in kütlesi 1,99 x 10^30 kilogram, Dünya ise 6,0 x 10^24 kilogramdır. Yerçekimi sabiti 6.67 x 10^-11 metre^3 / (kilogram - saniye^2)'dir. Böylece Dünya ve güneş, 3.52 x 10^22 Newton'a eşit bir kuvvetle birbirini çeker. Newton, kilogram-metre/saniye^2'ye eşit bir kuvvet birimidir. Bir Newton, pound-force adı verilen nadiren kullanılan İngiliz biriminin 0,22'sine eşittir, bu nedenle 3,52 x 10^22 Newton, 7,9 x 10^21 pound-kuvvettir.

Dünya ile ay arasındaki ortalama mesafe 380 milyon metre ve ayın kütlesi 7.35 x 10^22 kilogram, yani ay ile Dünya arasındaki kuvvet 2,03 x 10^20 Newton'dur (4,5 x 10^19 pound-kuvvet). Yani, Dünya ile ay arasındaki çekim kuvveti, Dünya ile güneş arasındaki kuvvetin yaklaşık yüzde yarısı kadardır.

Bir güneş tutulması sırasında, Ay ve güneşin çekimi aynı hizaya gelir, böylece Dünya, güneş yönünde 3,54 x 10^22 Newton (7,96 x 10^21 pound-kuvvet) birleşik kuvveti hisseder. Bir ay tutulması sırasında ay, güneşle ters yönde çekilir ve güneş yönünde 3.50 x 10^22 Newton (7.87 x 10^21 pound-kuvvet) net bir kuvvet oluşturur.

Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, bir yıl boyunca Dünya'nın yörüngesinin eliptik şekli onu güneşe daha da yaklaştırıyor. Güneş ve Dünya en yakın olduklarında, aralarındaki çekim kuvveti 3.67 x 10^22 Newton'dur (8.25 x 10^21 pound-kuvvet) ve en uzakta olduklarında çekim 3,43 x 10^22 Newton'dur (7,71 x 10^21 pound-kuvvet). Yani, bir yıl boyunca yerçekimi kuvvetindeki normal yıllık değişim, tutulmalar sırasında ayın konumundan kaynaklanan değişimin 10 katından fazladır.

Belki daha da ilginç bir soru, güneş tutulması sırasında yerçekimi kuvvetinin kendiniz üzerindeki etkisini içerir. Güneşin üzerinizdeki çekimi, Dünya'nın üzerinizdeki çekiminin yaklaşık yüzde 0.0603'ü kadardır. Ayın çekimi, Dünya'nın yerçekimi kuvvetinin yaklaşık yüzde 0.0003'ü kadardır. Yani 68 kilogram (150 pound) ağırlığınız varsa, öğle saatlerinde bir güneş tutulması sırasında veya herhangi bir yeni ay sırasında -- öğlen doyduğunuzda olduğunuzdan 0,6 gram (bir onsun ikiyüzde biri) daha hafif olurdunuz ay.