太陽對月球的引力比地球大兩倍多太陽對月球的引力比地球大多少倍 _太陽

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月球在太陽系中主要會受到兩個天體的引力，一個是地球，另一個是太陽，通常來講，有不少人都會認(rèn)為地球?qū)υ虑虻囊Ρ忍柎螅栽虑虿艜恢备厍蚺埽鴽]有被太陽吸過去，但我們仔細(xì)計算一下就會發(fā)現(xiàn)事實并不是這樣的。
已知太陽、地球和月球的質(zhì)量分別為1.989 x 10^30千克、5.965 x 10^24千克、7.349 x 10^22千克，太陽和月球平均距離為1.496 x 10^11米，地球和月球平均距離為3.844 x 10^8米。
我們將上述數(shù)據(jù)代入牛頓給出的萬有引力計算公式“F = GMm/r^2”，再將其中的引力常量取值為6.67 x 10^(-11），就可以計算出太陽對月球的引力約為4.36 x 10^20牛頓，而地球?qū)υ虑虻囊t約為1.99 x 10^20牛頓，可以看到，太陽對月球的引力比地球大兩倍多。
那么問題就來了，既然太陽對月球的引力比地球更大，那為什么月球會一直跟著地球跑，而沒有被太陽吸過去？
其實月球的運(yùn)動可以簡單地描述為：月球一直在與地球一起圍繞著太陽做圓周運(yùn)動，在此過程中，太陽對月球和地球的引力充當(dāng)了向心力，另一方面，月球又一直在圍繞著地球做圓周運(yùn)動，在此過程中，地球?qū)υ虑虻囊Τ洚?dāng)了向心力，其運(yùn)行軌跡大概是下圖這樣的。
（注：上圖是為了方便大家理解月球的運(yùn)行軌跡，實際情況并沒有這么夸張）
由此可見，對于月球來講，太陽引力和地球引力并不是像在拔河一樣，而是形成了一種持久且穩(wěn)定的平衡，這樣就可以讓月球一直處于“在圍繞著太陽公轉(zhuǎn)的同時，又一直跟著地球跑”這種狀態(tài) 。
為什么會形成這種平衡呢？這就要說到“限制性三體問題”，這是三體問題的一種特殊情況，簡單來講就是：在三個天體中，有一個天體的質(zhì)量相對于其他兩個天體很小，以至于可以忽略。
“限制性三體問題”有五個名為“拉格朗日點”的特解，一般將它們分別稱為“L1、L2、L3、L4、L5”，我們可以簡單理解為，“拉格朗日點”是“限制性三體問題”中的兩個質(zhì)量較大的天體的引力平衡點，假如質(zhì)量最小的那個天體位于“拉格朗日點”，那么它就可以與質(zhì)量第二大的天體保持同步運(yùn)動。
上圖為太陽與地球的五個“拉格朗日點”，其中“L1”和“L2”都位于地球附近，它們與地球的距離均為150萬公里，位于這兩個位置的小天體剛好可以與地球同步圍繞太陽公轉(zhuǎn)，這也就意味著，在“L1”和“L2”的位置上，地球的引力可以保證小天體不會遠(yuǎn)離自己而去。
由于引力的大小與距離的平方是反比例關(guān)系，如果一個小天體比“L1”和“L2”離地球更近，那么地球?qū)λ囊蜁螅@個小天體就更不會遠(yuǎn)離地球了。
反過來講，如果一個小天體比“L1”和“L2”離地球更遠(yuǎn)，那么地球?qū)λ囊蜁p小，以至于無法使其與自己保持同步，因此這個小天體就離地球越來越遠(yuǎn)（至于它會不會被太陽吸過去，則要看它的運(yùn)動方向以及相對于太陽的速度）。
所以我們可以得出一個結(jié)論：在以地球為中心，半徑為150萬公里（即“L1”和“L2”與地球的距離）的球體空間內(nèi)，地球的引力可以保證小天體不會遠(yuǎn)離，也就是說，只要月球一直運(yùn)行在這個球體空間之內(nèi)，它就不會遠(yuǎn)離地球而去。
【太陽對月球的引力比地球大兩倍多太陽對月球的引力比地球大多少倍】事實上，月球與地球的距離最遠(yuǎn)也只有40.5萬公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述球體空間的半徑，在此基礎(chǔ)上，再加上月球剛好擁有合適的運(yùn)動方向以及相對于地球的速度，所以它就能穩(wěn)定地圍繞著地球公轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)“在圍繞著太陽公轉(zhuǎn)的同時，又一直跟著地球跑” 。
好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。
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