為什麼太陽對地球的引力那麼大,對太空中的人卻那麼小?

2020-12-03 星宇飄零

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

太陽對地球的引力和對太空中的人的引力基本上是一樣的,如果你認為不一樣,那只是一種錯覺。

錯覺的產生——失重=沒有引力?

這種錯覺大概是因為在太空中會產生失重造成的,你可能認為在太空中失重的人沒有受到引力,而在地球上你感受到引力。但是實際上無論是在太空中還是在地球上你都受到了引力,這包括來自地球的引力和來自太陽的引力。但是在地球上你感受到了重力,而在太空中你是失重的,因此會產生一種錯覺就是太空中沒有受到引力,其實不是沒有引力而是沒有重力,這是兩個概念。

引力≠重力

看了上面這幅圖你能大概明白了嗎?這圖本來是用來解釋廣義相對論的等效原理的,不過其實也可以用來理解重力和引力的區別。當你在引力場中自由下落,由於半徑在減少因此你所受到地球的引力其實是在增加的,然而你會感受到失重,仿佛引力不存在一樣。另一方面,當你處於一個沒有引力的加速系裡時,雖然沒有引力,你卻感受到了重力,仿佛有引力一樣。

對於問題裡的情況,太陽對地球的引力表現在太陽牽引著地球做繞日公轉運動,這自然表明地球受到了太陽的引力,那麼太空中的人就沒有受到太陽的引力嗎?當然有,實際上太空中的人在與地球同步做繞日運動。也就是太空人正隨著地球以大約30km/s繞著太陽轉。

太空失重的原因

那麼太空人感受到的失重是怎麼回事呢?其實太空人和地球一樣,都是在引力場中做自由落體運動!你可能奇怪,如果在做自由落體運動怎麼沒掉到太陽上去?因為太空人和地球做的是一種特殊的自由落體運動——切向的自由落體運動。他們的運動方向都是指向公轉軌道的切線方向,因此這種自由落體運動就變成了圓周運動。

相關焦點

  • 太陽那麼熱,而太空卻那麼冷,這是為什麼呢?
    太陽那麼熱,而太空卻那麼冷,這是為什麼呢? 你有沒有想過,太陽那麼熱,為何太空那麼冷呢? 我們人體吸收了熱能,身體的溫度也會升高,就會感覺到「熱」,反之,身體釋放熱量到環境中,身體溫度下降,就會感覺到「冷」。 熱能是分子無規則熱運動具有的能量。溫度是用來表示物體冷熱程度的物理量,是一個狀態量。 從分子運動觀點看,溫度是物體分子平均動能的標誌,是大量分子熱運動的集體表現,對於個別分子沒有意義。
  • 太陽那麼熱, 為什麼太空那麼冷呢?
    太空中是一個真空狀態,大氣壓為零,面對太陽的一面,有太陽這個大熱源,又沒有大氣在阻擋,溫度會很快由於接收到熱輻射而升得很高。太陽,因為核聚變而散發的熱量。太陽上的氫元素,不斷的發生反應。而太空,為什麼那麼冷?太空本身沒有溫度的,它就類似一個容器,太空冷因為空氣是冷的。
  • 水星那麼小,離太陽那麼近,為什麼沒有被太陽吞噬?
    水星是太陽系內體積和質量最小的行星,繞太陽公轉一圈需要88天。水星距離太陽平均5800萬公裡,水日之間的距離是太陽直徑的42倍,放在廣袤無垠的宇宙空間中來看還是蠻近的,它是離太陽最近的一顆行星。雖然離太陽比較近,但由於比較小,在地球表面肉眼不常見。
  • 為什麼人在太空中會失重?其實並不是引力消失,而是被轉移了
    相信學過物理的人,都會知道,宇宙萬物都是有引力的存在,太陽有引力,所以,八大行星圍繞著太陽運轉,地球有引力,所以所有在地球上的物體都乖乖的待在地面上,試想一下,如果有一天,束縛你的引力消失了,你可能會想「自由飛翔」。
  • 太陽引力那麼強,為啥地球不會被吸過去,反而圍著它轉圈?
    為什麼所有的行星都是圍繞著太陽公轉,而不是被太陽龐大的引力直接吸引過去發生碰撞呢?這也是為什麼,太陽系八大行星中距離太陽較遠的天王星和海王星,不會因為距離脫離太陽的軌道,既然引力是不變的,為什麼太陽系中行星的位置不一樣呢?為什麼不會一直被太陽吸引直到被太陽吞噬呢?其實很好理解,在一個行星被太陽吸引時,它會慢慢的向著太陽前進,因為任何一個行星的重量都是十分誇張的,所以不會高速運動。
  • 地球那麼重,為什麼能懸浮在太空中?科學家作出了解釋
    對於我們來說,地球很重,它的質量為5.97億億億千克。那麼,如此重的地球是怎麼懸浮在太空中的呢?什麼力量在託著地球不往下掉呢?隨著牛頓的萬有引力定義出來了之後,科學家們才逐漸給出了答案,那就是引力的緣故,其實萬物之間都是有引力的,只不過引力的作用大和小的區別之分罷了。並且太陽系所有的行星都在太陽強大的引力下進行圓周運動。之所以能夠穩定地運動著,從力學上來講,就是地球受到了向心力和離心力大小相等,但是方向相反,因此地球在整體上受力平衡。
  • 太陽引力那麼大,為何八大行星沒撞過去?牛頓早已給出答案
    自從冥王星被「踢出」太陽系之後,便有了「太陽系八大行星」的說法,這八大行星分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它們在各自的軌道上圍繞著太陽公轉,構成了太陽系的主體。八大行星之所以都要圍繞太陽公轉,是因為太陽具有非常強大的引力。
  • 太陽表面溫度高達5770K,地球都曬熱了,為啥太空卻那麼冷?
    大家都知道,我們地球上每天的熱度都是在太陽上傳過來的,太陽作為一個巨大的恆星,其表面上的溫度更是達到了一個驚人的高度,足足有5770K!,當然,太陽距離我們地球也有著1.5億公裡之遠,但是卻能夠讓遠在天邊的我們感受到熱量,這無疑是神奇的事情。
  • 太陽質量如此之大,為什麼沒有通過引力作用吞噬八大行星
    偉大的科學家牛頓發現了萬有引力定律,此後「引力」就成了宇宙中最神奇的力量,根據牛頓的萬有引力定律,質量越大的物體產生的引力也就越大,然而在太陽系中質量最大的,引力最強的物體非太陽莫屬,為什麼太陽卻不能將系內的天體直接直接吸附過去吞噬掉呢?
  • 宇宙那麼冷,太陽是怎麼把熱量傳到地球的?原因很多人沒有想到
    太陽光照射到地球在地球我們能夠感受到到太陽帶來的溫暖,可是根據我們所學的知識,如果出了地球大氣層,氣溫就會急劇下降,特別是在距離地球近地軌道的太空中是非常寒冷的,出艙作業的太空人不僅需要帶著厚厚的氧氣瓶,而且還需要穿著厚重的保暖服,避免在太空被冷死,說到這裡可能就有人感到疑惑了,地球和地球上面的太空都受到太陽熱量的照射,
  • 太陽的質量和體積都比地球大的多,為什麼太陽的引力沒有地球大?
    誰說太陽的引力沒有地球大?萬有引力F=GMm/r(G為引力常數,M為天體質量,m為物體質量,r為物體距天體質心距離)可知,距離r一定,這種情況只考慮天體的質量大小即可,哪個天體質量大,哪一個的引力就大,顯然太陽質量大,所以太陽的引力大。太陽的引力是地球引力的33萬倍(因為太陽質量是地球的33萬倍)。
  • 水星離太陽那麼近,而且那麼小,為什麼不會被太陽吞噬掉?
    在整個太陽系看來,有八大行星,其中水星是太陽系中最內側的行星,個頭也其實很小,直徑只有4878km還不到地球的一半,如果把水星環繞太陽的軌道畫出來其實是一個橢圓,行星圍繞太陽以不同的公轉速度來進行公轉,水星到太陽的距離雖然比地球到太陽的距離要短的多,但其實也是很大的,它和太陽的距離有5790萬公裡
  • 太陽對月球的引力是地球的兩倍,為什麼月球不能繞著太陽旋轉?
    茫茫宇宙中,存在著許多神奇的物理現象,是不能用現代科學技術來解釋的,而人類目前對宇宙的認識,也僅僅是一個開端。比如,我們都熟知,太陽系中的行星都繞太陽運轉,是因為太陽巨大的吸引力。但是對於我們居住的地球,卻有一個衛星月亮,繞著地球轉動,為何不能繞著太陽轉動呢?
  • 地球因為引力圍繞太陽運轉,為什麼地球上的物體不會被吸入太陽?
    我們將標題的意思,再升級一下,就是為什麼太陽系中還會有衛星的存在?既然行星都要繞著太陽轉了,為什麼那麼小的衛星還要同時繞著行星轉呢?其實這個問題是很容易理解的,就是因為人或者衛星,離地球距離近。從萬有引力的角度去講,因為人和地球,兩者的質心距離遠遠小於人和太陽的距離,因為引力是呈平方反比的關係,距離的平方作為分母,越大引力越小。所以地球對人的引力要大於太陽。
  • 太陽每天消耗能量發出太陽風,那麼太陽是不是每天都在變小?
    太陽一直在消耗,它在變小嗎?眾所周知,太陽每天都在發出光和熱,同時也不斷地發出太陽風。這意味著它無時無刻都在消耗能量。就像一個人一直不吃飯,同時還在勞動,人自然會變瘦,那麼太陽也會如此嗎?許多人想知道太陽是不是每天都在變小?
  • 太陽那麼大的水桶裝滿水,澆在太陽上會怎樣?答案出乎意料
    在100多年前,還是第二次工業革命時期,就有人提出太陽是燒煤的,結果仔細一算就發現,如果太陽是一顆大煤球,那頂多燒幾千年,都還沒有人類的文明史的時間長,因此這個觀點是不太合理的。 就這樣關於太陽的燃燒機制的討論沉寂了很多年。照理說,太陽是十分巨大的,屬於大尺度的天體,質量佔到太陽系總質量的99.86%以上,地球在它面前幾乎可以被忽略不計。
  • 太陽表面溫度接近6000℃,地球都曬熱了,為何太空卻那麼冷?
    地球上熔點最高的物質是鉿的化合物,也就是五碳化四鉭鉿,這種物質的熔點達到4215℃,即使這樣它的熔點依然要比太陽表面溫度低1800攝氏度,也就是說地球上沒有任何物質可以承受太陽表面高達6000攝氏度的高溫,如果把地球放在太陽表面,那麼整個地球都將被太陽的高溫融化掉,正因為這樣,太陽才讓地球產生溫度,讓地球擁有了合適的溫度從而誕生出生命。
  • 太陽表面溫度接近6000℃,地球都曬熱了,為何太空卻那麼冷?
    太陽說到這裡我們可能會感覺疑惑,太陽的表面溫度達到6000攝氏度,把地球都給烤熱了,可是為什麼太陽和地球之間的太空卻是寒冷的呢?要想知道這個答案,我們首先要知道溫度的本質是什麼,什麼是溫度?太陽直射的地方,那個地方的分子源源不斷地獲得加速能量,分子就持續不斷地被加速,溫度就劇烈升高,所以太陽直射的地方溫度比沒有被太陽照射到的地方溫度要高。太陽傳遞給地球的是能量而非熱量說到這裡,可能很多人會問,山頂離太陽更近,獲得太陽能量應該更多,為什麼卻比地面的溫度要低?
  • 如果沒有引力,地球會不會飛向太陽?
    往往當看到太空中的天氣時都會讓人有種錯覺,為什麼看到的天體都是漂浮在太空之中,他們不會掉下去嗎?如果掉下去會掉到哪裡?首先一點,這個問題是以我沒在地球的嘗試為出發點的,畢竟在宇宙的空間中是沒有方向之分,所以也就不存在上和下。
  • 太陽能把熱量傳遞地球來,而地球與太陽之間為什麼是那麼寒冷的?
    太陽是一顆恆星。恆星由於引力坍縮,在內核中形成一個超高溫、超高壓區域,吸引周圍的塵埃形成天體。恆星的核心區域在遇到氫物質時會發生強烈的核聚變反應,所以太陽可以發出光和熱。由於太陽是一顆巨大的恆星,它可以產生很高的溫度。根據科學家的觀察和分析,太陽的內核溫度高達1500萬攝氏度,表面溫度為6000攝氏度。這是什麼概念?