Обертальний рух в умовах місячного тяжіння

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обертальний рух в умовах місячного тяжіння

Гіпотеза: ми припускаємо, що в умовах малого тяжіння характер руху, тобто прискорення не залежить від маси тіла , а для цього ми дослідили рух суцільного твердого тіла, і тіла, наповненого рідиною. Для чистоти експерименту маси обох тіл брали однаковими.

Описання експерименту

Два ідеально рівних скляних тіла, відполірована дерев'яна площина, сантиметрова стрічка, секундомір.

Розташовуємо площину під кутом 20 град., на ній розміщуємо ємкість, наповнену кульками і піском щільно так, що вони являють собою одне тіло, друга ємкість наповнена рідиною тієї самої маси. Одночасно відпускаємо тіла з верхнього краю площини. Відмічаємо за допомогою секундоміра відстань,що проходять тіла кожну секунду.

Для того, щоб прослідкувати характер руху, ми знаходимо прискорення руху першого і другого тіла на відстані 1м. Оскільки експеримент потребує точних результатів, ми повторили дослід 5 разів і вивели середнє значення прискорень обох тіл.

Створити тяжіння, менше ніж земне, ми змогли тільки в ліфті, що рухається вниз. Значення прискорення тіл у рухомому ліфті ми отримали шляхом обчислень.

За формулою А=2*S/t, ми отримали:

А1=0,211м/с2,

А2=0,211м/с2,

А3=0,187 м/с2.

Середнє арифметичне значення прискорення ліфта: А=0,2 м/с2.

Прискорення тіла, що буде рухатись вниз у такому ліфті, становить 9,6 м/с2. Це значно більше ніж прискорення на місяці, проте це дає можливість прослідкувати рух першого і другого тіла в умовах меншого тяжіння ніж тяжіння землі.

Такі ж досліди, що провели в аудиторії, ми провели в ліфті. Для цього досліду потрібні точні результати, то їх провели 5 разів ш вивели середнє значення прискорення першого і другого тіла, але в умовах тяжіння, яке менше за земне.

Рух Місяця

Місяць рухається навколо Землі із середньою швидкістю 1,02 км/с по приблизно еліптичній орбіті у тому ж напрямку, у якому рухається переважна більшість інших тіл Сонячної системи, тобто проти стрілки годинника. Піввісь орбіти Місяця, рівна середній відстані від центрами Землі і Місяця, складає 384 400 км (приблизно 60 земних радіусів). Внаслідок еліптичної орбіти і збурювань відстань до Місяця коливається між 356 400 і 406 800 км. Період обертання Місяця навколо Землі, так званий сидеричний (зоряний) місяць дорівнює 27,32166 доби. Рух Місяця навколо Землі дуже складний, і його вивчення є однією з найскладніших задач небесної механіки. Тяжіння Місяця Сонцем у 2,2 рази сильніше, ніж Землею. Площина орбіти Місяця нахилена до екліптики під кутом 5°8'43'', що потрапляє під невеликі коливання. Точки перетину орбіти з екліптикою, називаються висхідними і спадними вузлами, мають нерівномірний зворотній рух і здійснюють повний оберт по екліптиці за6794 доби (близько 18 років). Місяць обертається навколо осі, нахиленої до площини екліптики під кутом 88°28', з періодом, точно рівним сидеричному місяцю, внаслідок чого він повернений до Землі завжди однією і тією ж стороною. Такий збіг періоді осьового обертання і орбітального обертання не випадковий, а викликаний тертям припливів, що Земля робила у твердій чи колись рідкій оболонці Місяця.

Поверхня місяця

Поверхня Місяця досить темна, її альбедо дорівнює 0,073, тобто вона відбиває в середньому лише 7,3% світлових променів Сонця. Візуальна зоряна величина повного Місяця на середній відстані дорівнює - 12,7; вона посилає за повного Місяця на Землю в 465 000 разів менше світла ніж Сонце. Залежно від фаз ця кількість світла зменшується набагато швидше, ніж площа освітленої частини Місяця, так що коли Місяць перебуває чверті і ми бачимо половину його диска світлою, він посилає нам не 50%, а лише 8% світла від повного Місяця. Показник кольору місячного світла дорівнює +1,2, тобто він помітно червоніший за Сонце. Місяць обертається відносно Сонця з періодом, рівним синодичному місяцю, тому день на Місяці триває майже 1,5 доби і стільки ж продовжується ніч. Не будучи захищеною атмосферою, поверхня Місяця нагрівається в день до +110°С, а вночі охолоджується до -120°С, однак, як показали радіоспостереження, ці величезні коливання температури проникають у середину лише на кілька дециметрів у наслідок надзвичайно слабкої теплопровідності поверхневих шарів.

Навіть неозброєним оком на Місяці неправильні темнуваті протяжні плями, що були прийнять за моря; назва збереглася, хоча і було встановлено, що ці утворення нічого спільного з земними морями не мають. Телескопічні спостереження, яким заклав початок у 1610 році Галілей, дозволили знайти гористу будову поверхні Місяця. За багаторічними спостереженнями були складені докладні карти Місяця. Перші такі карти видав у 1647 році Гевелій у Ланцеті (Гданськ). У кінці 19 століття почалися фотографічні спостереження Місяця.

У 1896-1910 роках великий атлас Місяця був виданий французькими астрономами М. Леви і П. П'єзе по фотографіях, отриманих у Паризькій обсерваторії; пізніше фотографічний альбом Місяця був виданий Ликською обсерваторією в США, а в середині 20 століття Дж. Копер (США) склав кілька детальних атласів фотографій Місяця, зроблених на великих телескопах різних астрономічних обсерваторій. За допомогою сучасних телескопів на Місяці можна помітити, але не роздивитись, кратери розміром близько 0,7 кілометрів і тріщини шириною в сотні метрів.

Рельєф місячної поверхні

Рельєф місячної поверхні був здебільшого з'ясований у результаті багаторічних телескопічних спостережень. «Місячні моря», що займають близько 40% видимої поверхні Місяця, являють собою рівнини низовини, пересічені тріщинами і невисокими звивистими валами; великих кратерів на морях порівняно мало. Багато морів оточені концентричними кільцевими хребтами. Інша, більш світла поверхня вкрита численними кратерами, кільцеподібними хребтами, борознами і таке інше. Кратери, менші 15-20 кілометрів, мають просто чашоподібну форму, більш великі кратери (до 200 кілометрів) складаються з округлого вала з крутими внутрішніми схилами, мають порівняно плоске дно, більш заглиблене, ніж навколишня місцевість, часто з центральною гіркою. Висоти гір над навколишньою місцевістю визначаються по довжині тіней на місячній поверхні або фотометричним способом. Таким чином були складені гіпсометричні карти масштабу 1:1 000000 на велику частину видимої сторони.

Кратери на місячній поверхні мають різний відносний вік. При цьому молоді кратери перекривають більш старі. В одних випадках кратери врізані в поверхню місячних морів, а в інших - гірські породи морів перекривають кратери. Тектонічні розриви то розсікають кратери і моря, то самі перекриваються більш молодими утворюваннями. Ці й інші співвідношення дозволяють установити послідовність виникнення різних структур на місячній поверхні; у 1949 році радянський вчений А.В. Хабаков розділив місячні утворення на кілька послідових вікових комплексів. Подальший розвиток такого підходу дозволив до кінця 60-х років середньомасштабні геологічні карти на значну частину поверхні Місяця.

В утворенні форм місячного рельєфу брали участь як внутрішні сили, так і зовнішні впливи. Розрахунки термічної історії Місяця показують, що незабаром після її утворення надра були розігріті радіоактивним теплом і значною мірою розплавлені, що призвело до інтенсивного вулканізму на поверхні. У результаті утворилися гігантські лавові поля і деяка кількість вулканічних кратерів, а також численні тріщини, уступи й інше. Разом з цим на поверхню Місяця на ранніх етапах впадала величезна кількість метеоритів і астероїдів - залишків протопланетної хмари, при вибухах яких виникали кратери - від мікроскопічних лунок до кільцевих структур поперечником у багато десятків, а можливо ідо декількох сотень кілометрів. Через відсутність атмосфери і гідросфери значна частина цих кратерів збереглась до наших днів. Зараз метеорити випадають на Місяць набагато рідше; вулканізм також загалом припинився, оскільки Місяць витратив багато теплової енергії, а радіоактивні елементи були винесені в зовнішні прошарки Місяця.

арифметичний прискорення рельєф ґрунт місяць

Місячний ґрунт

Усюди, де здійснювали посадки космічні апарати, Місяць вкритий так званим реголітом. Це різнозернистий уламковопиловий прошарок товщиною від декількох метрів до декількох десятків метрів. Він виник у результаті дроблення, перемішування і спікання місячних порід при падінні метеоритів і мікрометеоритів. Унаслідок впливу сонячного вітру реголіт насичений нейтральними газами. Серед уламків реголіту знайдені частки метеоритної речовини. По радіоізотопах було встановлено, що деякі уламки на поверхні реголіту перебували на тому ж самому місці десятки і сотні мільйонів років. Серед зразків, доставлених на Землю, зустрічаються породу двох типів: вулканічні (лави) і породи, що виникли в разі роздроблення і розплавлення місячних утворень при падіннях метеоритів. Основна маса вулканічних порід подібна до земних базальтів. Очевидно, такими породами утворені всі місячні моря. Крім того, у місячному ґрунті зустрічаються уламки інших порід, подібних до земних і так званні KREEP - породи, збагачені калієм, рідкісноземельними елементами і фосфором. Очевидно, ці породи являють собою уламки речовини місячних материків. «Місяць - 20» і «Аполлон - 16», що здійснили посадки на місячних материках, привезли з відти породи типи анортозитів. Усі типи порід утворились в результаті тривалої еволюції в надрах Місяця за рядом ознак місячні породи відрізняються від земних: у них дуже мало води, мало калію, натрію й інших летких елементів, у деяких зразках дуже багато титану і заліза. Вік цих порід, визначений за співвідношеннями радіоактивних елементів, дорівнює 3-4,5 млрд. років, що відповідай найдавнішим періодам розвитку Землі.

Космонавти доставили на Землю кілька сотень кілограмів і провели на Місяці ряд досліджень: вимірювання теплового потоку, магнітного поля, рівня радіації, інтенсивності сонячного вітру ( потоку частино, що прилітають від Сонця). Виявилося, що тепловий потік з надр Місяця приблизно в троє менше ніж з надер Землі. У породах Місяця виявлено залишкову намагніченість, що вказує на існування у Місяця в минулому магнітного поля. На Місяці були залишені прилади, що автоматично передають інформацію на Землю, а також сейсмометри, що реєструють коливання в тілі Місяця. За сейсмічними даними було встановлено, що до глибини кілька десятків кілометрів Місяць вкритий відносно легкою «корою», а нижче залягає більш щільна «мантія».

Слідом за польотом корабля «Аполлон - 11» до Місяця протягом 3,5 років було спрямовано шість експедицій («Аполлон - 11» - «Аполлон - 17»), п'ять з яких прийшли цілком успішно. У листопаді 1970 АМС «Місяць - 17» доставила на Місяць у Море Дощів місячний самохідний апарат «Місяцехід - 1», що за 11 місячних днів ( чи 10,5 місяця) пройшов відстань у 10 540 м і передав велику кількість панорам, окремих фотографій поверхні Місяця й іншу наукову інформацію.

Також існують міжнародно-правові проблеми освоєння Місяця, вирішені договором про принципи діяльності держав з дослідження і використання космічного простору, включаючи Місяць і інші небесні тіла. Однак значні досягнення в досліджені Місяця висувають необхідність заключення спеціального міжнародного договору, що регулював би різні аспекти діяльності держав на Місяці. Необхідність в договорі, сфера дії якого обмежується винятково Місяцем, виникла особливим місцезнаходженням Місяця, тому що його дослідження ведуться безпосередньо людьми. У червні 1971 року СРСР подав на розгляд 26-й сесії Генеральної Асамблеї ООН проект міжнародного договору про Місяць, що переданий для відповідного вивчення в Комітет ООН з використанням космічного простору в мирних цілях. Проект спрямований на забезпечення використання Місяця винятково в мирних цілях. Регламентуються також питання відповідальності держав за збиток, заподіяний при використанні Місяця.

Размещено на Allbest.ru