Устройство для демонстрации закона вращательного движения планет и звезд - Как движение Земли влияет на погоду, приливы и отливы

Устройство выглядит так: на корпусе 1 установлен двигатель 2, который работает от электричества и управляется пультом 3. Пульт 3 выполняет функцию регулировки скорости вращательного движения. Двигатель 2 соединен с осью 5 посредством пружины 4. Пружина 4 позволяет оси 5 вибрировать во время вращательного движения. Ось 5 внизу имеет заостренность, чтобы точно показать центр вращения. В ось 5 вставлен стержень 6, а на нем находятся два шара 7 и 8 с разными массами. Шары 7 и 8 могут быть сдвинуты по стержню 6 ближе или дальше от центра. На корпусе 1 установлена счетная линейка 9 с индикаторами 10 и 11. Индикаторы 10 и 11 показывают расстояние от шаров 7 и 8 до центра. На корпусе 1 посредством оси 12 установлен индикатор 13. Индикатор 13 показывает, когда вибрирует ось 5. На рисунке фигура-1 показан вид устройства сбоку, на рисунке фигура-2 вид спереди.

Фигура-1 Фигура-2

С помощью устройства (Фигура - 1 и фигура-2) выполняем эксперимент.

Снимаем со стержня 6 шары 7 и 8, после этого с помощью пульта 3 запускаем двигатель 2, чтобы система начала вращаться. Двигатель 2 через пружину 4 вращает ось 5 со стержнем 6. Индикатор 13 двигаем к центру линейки 9 в точке 0. Когда двигатель 2 вращает ось 5 со стержнем 6, то не должно быть вибрации, а индикатор 13 должен оставаться на месте. После этого устанавливаем шары 7 и 8 на стержне 6 и с помощью пульта запускаем двигатель 2, чтобы он вращал всю систему. Если происходит вибрация оси 5, а индикатор 13 смещается от точки 0, то надо остановить двигатель 2. Двигаем один из шаров, 7 или 8, и снова повторяем опыт, с помощью пульта 3 запускаем двигатель 2. Как только удается устранить вибрацию в системе во время вращательного движения, останавливаем двигатель 2. С помощью индикаторов 10 и 11 измеряем расстояние от шаров 7 и 8 до центра линейки 9. Снимаем со стержня 6 шары 7 и 8 и взвешиваем каждый по отдельности.

Мы узнали расстояние от центра линейки до каждого шара, а также их массы по отдельности.

Результат таков:

1) Во время вращения шар 7 с массой 2 кг был закреплен на стержне 6 на расстоянии 4 см от центра линейки 9.

2) Во время вращения шар 8 с массой 1 кг был закреплен на стержне 6 на расстоянии 8 см от центра линейки 9.

С помощью фигуры-3 демонстрируются орбиты шаров 7 и 8.

Фигура-3

На рисунке в фигуре-3 демонстрируется центр равновесия, а также то, что во время вращения количество движения обоих шаров одинаково (M1v1 = m2v2). Большой шар вращается по маленькому кругу, а маленький по большому кругу. В середине находится центр равновесия обоих шаров. Центр равновесия вычисляется методом взвешивания. Во время вращения шаров постоянно сохраняется точка равновесия и равное количество движения шаров.

На базе проведенного эксперимента выясняется следующая закономерность: Точка, вокруг которой вращаются оба шара, и есть центр равновесия.

C помощью данного эксперимента можно объяснить, как выглядят орбиты Земли и Луны.

При проведении эксперимента руководствуемся тем, что Луна и Земля совершают движение в соответствии с тем, что указано в схеме "Фигура-3". Шар 8 с меньшей массой соответствует Луне, а шар 7 с большей массой соответствует Земле. Луна имеет массу, обозначим ее M1, а также имеет скорость, обозначим ее V1. Земля имеет массу, обозначим ее M2 и скорость, обозначим ее V2. Луна и Земля должны иметь одинаковые количества движения, точно так же, как и шары 7 и 8 в фигуре - 3. Движение шаров 7 и 8 в эксперименте должно соответствовать движению Луны и Земли. Следуя Закону сохранения количества движения, Земля и Луна во время вращения должны иметь одинаковые количества движения m1v1 = m2v2.

M1v1 - масса Луны, умноженная на ее скорость.

M2v2 - масса Земли, умноженная на ее скорость.

На рисунке фигура - 4 демонстрируются малая орбита Земли и орбита Луны.

Как мы вычислили малую орбиту Земли?

Луна во время вращения вокруг Земли формирует систему, аналогичную системе, изображенной в фигуре - 3. Как вы заметили, в фигуре - 3 масса первого шара в два раза больше массы второго шара, орбита первого меньше орбиты второго в два раза. Масса Земли в 81 раз больше массы Луны. Орбита Луны от малой орбиты Земли должна отличаться также в 81раз. Мы знаем среднее расстояние от Луны до Земли, которое составляет 384000 км. Это расстояние и есть радиус орбиты Луны. Радиус 384000 делим на 81- разницу масс и получаем радиус малой орбиты Земли, который равняется 4740км.

На базе эксперимента объясняется, что Земля имеет еще и малую орбиту с диаметром примерно 9400 км.

Земля проходит путь по этой орбите в течение месяца и это повторяется 12 раз в год. Земля и Луна вращаются вокруг воображаемой точки, которая не является центром Земли.

Луна и Земля формируют одну систему, а эта система имеет центр равновесия. Центр равновесия системы находится между Луной и Землей на расстоянии 4700 км. от центра Земли. Учитывая фактор вращения Земли вокруг Солнца, мы можем сделать вывод, что малая орбита Земли влияет на формирование Волнообразного эллипса. Пунктирной линией обозначена орбита Земли в соответствии с законами современной астрономии. В течение половины месяца Земля отходит от своей траектории и приближается к Солнцу на 4740 км., а следующие полмесяца отдаляется от своей траектории тоже на 4740км., но в противоположную сторону.

Центр равновесия, вокруг которого вращаются Луна и Земля, движется по солнечной орбите с постоянной скоростью. Скорость движения Земли по орбите меняется в зависимости от фаз Луны. Например: когда мы смотрим ночью на небо и видим новую Луну, мы не подозреваем, что Земля имеет одну скорость, а когда видим убывающую Луну, тогда у Земли уже другая скорость. Путь, который Земля проходит при растущей Луне, отличается от пути, проходимого при убывающей Луне, а именно: ровно за 15 суток Земля совершает путь по орбите на 9400 км. больше, чем за следующие 15 суток.

На базе утверждения о том, что Земля и Луна имеют одинаковые количества движения M1v1 = m2v2 И вращаются вокруг одного центра, необходимо применять эти расчеты для всех планет, включая Солнце. Мы знаем, что планеты вращаются вокруг Солнца. Планеты и Солнце формируют одинаковые количества движения и вращаются вокруг точки, которая находится в центре системы, определяемой данной формулой M1v1 = m2v2.

M1v1-- масса Луны, умноженная на ее скорость.

M2v2-- масса Земли, умноженная на ее скорость.

Эта точка постоянно меняется в зависимости от месторасположения планет по отношению к Солнцу. Все, что было сказано выше относительно Земли и Луны, правомерно и для других планет солнечной системы.

Планеты вращаются не вокруг центра Солнца, а вокруг центра равновесия. Для большей наглядности приведем пример с двумя космическими объектами: Солнцем и Юпитером. Сравнив их массы, находим центр равновесия

Этот центр - и есть точка, вокруг которой вращаются эти две массы (смотрите фигуру-9).

Центр равновесия между Солнцем и планетами постоянно меняется в зависимости от месторасположения планет по отношению к Солнцу,

В космосе любая система, будь то Солнечная или Галактика, формирует центр равновесия, вокруг которой она вращается.

Вышеуказанная закономерность может быть использована для объяснения некоторых физических феноменов, а именно: какова природа происхождения водоворотов, и в чем сходство этого феномена с феноменом черных дыр в Галактике.

Вероятно, все наблюдали такое явление природы, как водоворот. Для наглядности проведем опыт. Из ванны с водой выдернем пробку, при этом вода устремляется в отверстие и вскоре начинается формирование водоворота. Для объяснения сути этого природного феномена предлагаются простые примеры.

Представьте себе игру из детства, когда трое ребят кружатся, взявшись за руки, при этом один стоит посередине и держит других, а они вращаются вокруг него

На первый взгляд кажется что тот, который находится посередине, удерживает тех, которые вращаются вокруг него, но это неверно. Тот, что посередине, находится в центре равновесия, и сам не имеет кинетической энергии, равной энергии тех, которые кружатся, он лишь поддерживает связь между ними. Находящегося в центре можно заменить обычной веревкой, и впоследствии ничего не изменится. В этом эксперименте важно обратить внимание на то, что произойдет с ребенком в центре, если разрывается цепь. Во время вращения ребенок в центре освобождает одну руку, в результате один вылетает в одну сторону, а пара вылетает в другую

Этот эксперимент доказывает, что ребенок в центре вылетел вместе с тем, за которого держался потому, что получил от него энергию, то есть движение. В результате можно сделать вывод: Объект, который находится в центре, имея связь с другими движущимися объектами, получает от них определенное количество движения и стремится покинуть центр.

От аналогий возвращаемся к нашей теме.

Масса воды двигается и устремляется в воронку. Центр, куда стремится вода, находится в середине воронки. Но из-за того, что молекулы, получившие кинетическую энергию, не могут находиться в центре (причина этого объясняется в примере с детьми), в середине воронки формируется пустота. Мы замечаем, как вокруг пустого центра начинает вращаться вода, круги становятся все шире, поток все более сильным, а центр становятся все более четким. Это имеет место, когда центробежные силы преобладают над центростремительными силами.

Природа торнадо схожа с природой возникновения водоворотов. В центре торнадо формируется очень низкое давление, и впоследствии в центре формируется вакуумная среда, обладающая всасывающей силой.

Эксперимент доказывает, что в центре Галактики должна формироваться пустота. Между звездами существует сила притяжения и те, которые находятся в центре, принимают кинетическую энергию от тех, которые двигаются вокруг них. Звезда, имеющая кинетическую энергию, не может находиться в центре Галактики, она стремится уйти от центра. На Земле и в центре торнадо, и в центре водоворота действует всасывающая сила пустого центра, потому что существует атмосферное давление, а в космосе этого не происходит, так как там вакуумная среда.

Похожие статьи




Устройство для демонстрации закона вращательного движения планет и звезд - Как движение Земли влияет на погоду, приливы и отливы

Предыдущая | Следующая