science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wat is de zwaartekrachtkracht op aarde tijdens een zonsverduistering?

Onder invloed van de zwaartekracht heeft de aarde een paar miljard jaar in een baan om de zon gezeten. De maan cirkelt al bijna net zo lang over de aarde. Terwijl ze in een baan ronddraaien, komen zo nu en dan de zon, de maan en de aarde allemaal op één lijn. De positionering van de maan precies tussen de zon en de aarde resulteert in een zonsverduistering. En wanneer de aarde precies tussen de zon en de maan staat, is het een maansverduistering. Hoewel eclipsen er dramatisch uitzien, hebben ze geen invloed op de zwaartekracht. Het enige verschil in zwaartekracht tijdens een zonsverduistering is dat de maan en de zon beide aan dezelfde kant van de aarde trekken - maar dat maakt op geen enkele meetbare manier echt verschil.

Zwaartekracht

Elk object in het universum trekt elk ander object in het universum aan. Dat was de ontdekking van Isaac Newton met de wet van universele zwaartekracht. Het is een wiskundige verklaring van de omvang van zwaartekracht. Newtons vergelijking voor universele zwaartekracht stelt dat de aantrekkingskracht van de zwaartekracht tussen twee objecten gelijk is aan een zwaartekrachtsconstante maal de massa van het eerste object maal de massa van de seconde, alle gedeeld door het kwadraat van de afstand daartussen.
< h2> Aarde, zon en maan

De gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon is 150 biljoen meter, of 1,5 x 10 ^ 11 meter. De massa van de zon is 1.99 x 10 ^ 30 kilogram, terwijl de aarde weegt 6.0 x 10 ^ 24 kilogram. De zwaartekrachtsconstante is 6,67 x 10 ^ -11 meter ^ 3 /(kilogram - seconde ^ 2). Dus de aarde en de zon trekken op elkaar met een kracht gelijk aan 3.52 x 10 ^ 22 newtons. De Newton is een eenheid van kracht gelijk aan een kilogram-meter /seconde ^ 2. Eén newton is gelijk aan 0,22 van de zelden gebruikte Engelse eenheid met de naam pondkracht, dus 3,52 x 10 ^ 22 newtons is 7,9 x 10 ^ 21 pondkracht.

De gemiddelde afstand tussen de aarde en de maan is 380 miljoen meter en de massa van de maan is 7.35 x 10 ^ 22 kilogram, dus de kracht tussen de maan en de aarde is 2.03 x 10 ^ 20 newtons (4.5 x 10 ^ 19 pond-force). Dat wil zeggen, de zwaartekracht tussen de aarde en de maan is ongeveer een half procent van de kracht tussen de aarde en de zon.

Tijdens zonsverduisteringen

tijdens een zonsverduistering de aantrekkingskracht van de maan en de zon line-up zodat de aarde een gecombineerde kracht van 3,54 x 10 ^ 22 newtons (7,96 x 10 ^ 21 pond-kracht) in de richting van de zon voelt. Tijdens een maansverduistering trekt de maan in de tegenovergestelde richting als de zon, waardoor een netto kracht van 3,50 x 10 ^ 22 newtons (7,87 x 10 ^ 21 pond-kracht) in de richting van de zon ontstaat.

Naar zet dit in perspectief, gedurende een jaar brengt de elliptische vorm van de baan van de aarde hem dichter bij en verder weg van de zon. Wanneer de zon en de Aarde het dichtst bij elkaar liggen, is de aantrekkingskracht tussen hen 3,67 x 10 ^ 22 newtons (8,25 x 10 ^ 21 pond-kracht), en wanneer ze het verste zijn, is de aantrekkingskracht 3,43 x 10 ^ 22 newtons (7,71 x 10 ^ 21 pond-force). Dat wil zeggen, de normale jaarlijkse variatie in zwaartekracht in de loop van een jaar is meer dan 10 keer zoveel als de verandering ten gevolge van de positie van de maan tijdens verduisteringen.

Zwaartekracht op jou

Misschien heeft een nog interessantere vraag betrekking op het effect van de zwaartekracht op uzelf tijdens een zonsverduistering. De aantrekkingskracht van de zon op jou is ongeveer 0,0603 procent van de aantrekkingskracht van de aarde op jou. De aantrekkingskracht van de maan is ongeveer 0,0003 procent van de zwaartekracht van de aarde. Dus als je 68 kilogram weegt, om twaalf uur tijdens een zonsverduistering - of tijdens elke nieuwe maan - weeg je 0,6 gram (tweehonderdste van een ounce) minder dan wanneer je 's middags vol zit maan.