地球引力能夠吸住40萬公裡距離的月亮 怎麼人感覺不到引力呢?

2020-11-29 時空通訊

有人認為,地球既然能夠吸引住那麼大那麼遠的月亮,按道理就能夠把人吸死了。有一個人就問了這樣的問題:星球之間的引力大到足可以俘虜另一顆星球,但地球的引力為何沒把人給吸死?

時空通訊的回答是,地球引力完全可以把人吸死,如果某個傻蛋在10米高處向天上一躍,企圖飛到天上去,但會事與願違,啪唧掉在地上,摔個稀巴爛,一命嗚呼。這不就是地球引力把人吸死了嗎?

引力是超長力,又是弱力。超長力是說引力影響範圍很大很遠,理論上引力可以無限遠。但引力又是弱力,在宇宙中迄今發現得四種基本力裡面,引力是最弱的力,這就表現在物體之間引力大小以質量的積成正比,以距離平方成反比

這就是說,兩個引力相互作用的物體質量越達,引力就越大,距離越遠引力就越小,起計算公式為:F=G(Mm/r^2)。

其中F表示引力,G為引力常數值,約為6.67×10-11N·m/kg,M、m分別為兩個相互作用物體的質量,r為它們之間的距離。

引力作為超長力,有無限遠的的作用力,但這種作用力越遠就越弱了,弱的很難檢測到了。而且引力大小以物體的質量成正比,因此質量很小的物體之間引力幾乎可以忽略不計。比如我們人與人之間,對面站著,你能夠感受到對方的引力嗎?除非這個人是你心儀的異性,你們可能會緊緊擁抱在一起,但這是異性相吸,與引力無關。

因此這就有一個引力的影響範圍問題,叫做希爾球,也就是天體引力能夠控制的空間。

一般來說是指在希爾球範圍內,較大天體能夠控制較小的天體的範圍。比如地球的希爾球半徑為150萬公裡,月球距離我們平局距離為38.44萬公裡,最遠時也才40.5萬公裡,因此完全在地球引力控制範圍內。但地球和月球同時又受到太陽的引力控制。

太陽希爾球半徑約1光年,因此在距離太陽遙遠的1光年地方,還有一個奧爾特雲帶,這是一個數以千億計小行星彗星聚集的地方,在以太陽為圓心半徑約一光年的地方,成一個球狀包裹著太陽系。

而太陽系最遠的行星才距離太陽平均30個天文單位,約45億公裡,一光年則為9.46萬億公裡。

希爾球的計算公式為:

公式中r為希爾球半徑,a為軌道半長軸,e為離心率,m為希爾球本體天體(如地球),M為要計算希爾球的天體圍繞著運行的較大天體(如太陽)。

物體質量越小,希爾球半徑就越小,反之越大也就更大。

希爾球半徑還與牽制本體引力的上一級大天體距離有關,比如地球與太陽距離也影響著地球希爾球半徑大小。

海王星質量比地球大很多,而且距離太陽又很遠,所以其希爾球半徑達到1億多公裡。太空梭相比天體來說實在是太小了,距離地球又近,因此希爾球半徑還沒有本體大,只有約120釐米。所以航天員如果出艙活動,在1米範圍內會受到太空梭引力的影響跟著飛行。

人類太渺小了,相對地球來說只是被地球引力所俘獲,雖然人的活動忽略了引力的存在,好像沒有感覺到地球引力,其實人處處都受地球引力的約束。比如你想跳起來,這麼也跳不高;你登到高處如果掉下來,就會被地球引力拉扯也來越快,「啪唧」被摔成肉泥;蘋果熟了掉落不會上天只會下落,牛頓憑此現象發現了萬有引力;如果倒立,頭上血液就難以回流,憋得人臉紅耳赤。這些都是引力對人類的影響。

人類要脫離地球引力,就必須達到一定的速度,這樣就有了三個宇宙速度。

第一宇宙速度叫環繞速度,為每秒7.9公裡,達到這個速度就能夠與地球引力抗衡,圍繞著地球軌道運行,不被地球引力拉下來,也脫離不了地球引力。人造衛星就是參照這個速度根據高度來調整;第二宇宙速度叫脫離速度,為每秒11.2公裡,達到這個速度就可以脫離地球引力飛往其它星球,飛往火星就必須達到這個速度;第三宇宙速度是在地球軌道脫離太陽引力的速度,這個速度為每秒16.7公裡,飛往太陽系外的旅行者1號2號就必須達到或超出這個速度,才能夠脫離太陽引力。

因為人類是在地球上土生土長的,五臟六腑血脈循環都是適應地球引力狀態而生成的,因此就完全能夠適應地球重力,如果引力一下子減少了還難以適應呢。比如航天員上天在失重狀態下生活了一段時間,回到地球一下子連站都站不住,覺得身體很重。我們普通人也可以體驗這種感覺,就是在遊泳池裡由於水有浮力,客觀上抵消了部分地球引力,呆久了上來爬梯子也有沉重的感覺。

所以人類如果到一個重力比地球大很多的星球,就難以存活,會被巨大的重力壓碎筋骨,一命嗚呼。

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  • 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?
    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?根據牛頓萬有引力定律,星體之間的引力一般和其質量相關,這樣算下來,太陽對月球的引力並不小,甚至大於地球對月球的引力,但為什麼月球還是如此情有獨鍾呢。
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    理論上,地球引力的距離是無限的;不過,我們可以試圖估計一個距離。在物理實驗中,經常用一個微觀粒子的重力和電磁力平衡,來建立物理模型。所以單個微觀粒子的重力,幾乎是我們用到的最小重力值,那麼我們來看:一個人要距離地球多遠,他受到地球的引力,會大致和一個氫原子重力相當呢?
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