Гравитация и угловой момент

Когда масса движется к большей массе с постоянной скоростью, они будут притягиваться друг к другу, так что меньшая масса будет вращаться вокруг большей массы с той же скоростью, что и раньше.

Однако, если приведенный выше случай верен, полный угловой момент системы будет увеличиваться от нуля до отличного от нуля. Это явное нарушение закона сохранения углового момента.

Редактировать: когда я говорю об этом, я не имею в виду, что две массы движутся навстречу друг другу. Я имею в виду, например, что есть неподвижная планета и масса, такая как астероид, движется горизонтально над планетой с постоянной скоростью. Астероид движется мимо планеты, не касаясь ее. Затем этот астероид будет притягиваться гравитационным притяжением планеты, в результате чего он поворачивает направление и начинает вращаться вокруг планеты. Это просто гипотетически, и я не понимаю, как это невозможно.

Однако приведенный выше случай не соответствует действительности. :-)
Вы говорите: «Если приведенный выше случай верен…». Откуда вы знаете, что ваше 1-е утверждение верно?
+1, чтобы отменить отрицательные голоса. Это правда, что вопрос основан на ложной посылке, но для новичка не очевидно, что посылка ложна или почему так должно быть. Хороший педагогический ответ был бы ценным для сайта. Вопрос на самом деле довольно проницательный, поскольку спрашивающий заметил конфликт между своей интуицией и физическим законом.

Ответы (1)

Для начала важно прояснить сценарий. Когда две массы притягиваются друг к другу, независимо от их величины, вектор гравитационной силы (и, следовательно, ускорения), действующий на каждую из них, направлен в сторону другой. Если бы две массы находились неподвижно в вакууме, они бы ускорялись навстречу друг другу по прямой линии до тех пор, пока не столкнулись.

Чтобы массы попадали на орбиту, они должны иметь некоторую составляющую скорости, перпендикулярную их вектору гравитационного ускорения. Полная скорость каждой массы в любой момент времени представляет собой сумму ее скорости в направлении ее ускорения (то есть в направлении другой массы) и ее перпендикулярной составляющей. Именно перпендикулярная составляющая их скоростей придает системе угловой момент. Массы вращаются вокруг некоторой точки между их двумя центрами.

Таким образом, в описанном вами сценарии система начинается и заканчивается с одним и тем же ненулевым угловым моментом.