Вокруг какой точки на самом деле вращается Земля?

Если мы рассмотрим две самые большие массы в нашей Солнечной системе — Солнце и Юпитер, то сами по себе они будут вращаться вокруг общего барицентра, который где-то смещен от центра Солнца в сторону Юпитера (чуть выше поверхности Солнца). Если мы добавим Сатурн, все усложнится, но барицентр все равно будет, даже если он следует сложной траектории относительно центра Солнца (или Солнце имеет сложное колебание вокруг барицентра). Добавьте Нептун и все другие массы Солнечной системы, и все станет еще сложнее. Тем не менее, есть еще барицентр (часто за пределами лимба Солнца), вокруг которого Солнце совершает сложный танец.

Теперь, вокруг чего на самом деле вращается Земля? Орбита Земли описывается как эллипс; «центр» эллиптической орбиты находится в одном из фокусов эллипса. Что находится в фокусе эллиптической траектории, по которой следует Земля? Это барицентр Солнечной системы или это (колеблющийся) центр масс Солнца? Другими словами, смещается ли орбита Земли по мере того, как Солнце тянет вокруг себя, наше расстояние от Солнца никогда не изменяется больше, чем на эксцентриситет эллипса, или мы вращаемся вокруг барицентра Солнечной системы, и наше расстояние от Солнца изменяется на сумма нашего орбитального эксцентриситета плюс количество колебаний Солнца на его собственной орбите вокруг барицентра?

Когда задействовано более двух тел, обычно ни одно из них не следует траектории эллиптического или другого конического сечения, и идея центра не определена четко.
Если вы безумно заинтересованы в этом, свяжитесь со мной: я пытаюсь найти «наиболее подходящий эллипс» для Земли в любой момент времени на основе ее местоположения и скорости или для данной конкретной орбиты. Если вы используете Солнце в качестве одного фокуса, другой фокус будет более стабильным, чем если вы используете барицентр в качестве первого фокуса.
Что касается того, насколько Юпитер может нарушить орбиту другой планеты, стоит отметить, что Кеплер использовал орбиту Марса для разработки своих трех законов. Если бы орбита Марса сильно колебалась, я не думаю, что он смог бы это сделать.
Удивительно, что никто здесь не обращается к тому факту, что расположение барицентров полностью зависит от предпочитаемой инерциальной системы отсчета. Лично я предпочитаю ту, где я нахожусь на самом деле.

Ответы (5)

Короткий ответ: «Солнце».

Как отмечает Конрад, поскольку, когда вы включаете эффекты Юпитера, орбита Земли некеплерова, понятия центра на самом деле не определены. Но вы можете спросить в ньютоновской гравитации, куда указывает вектор ускорения Земли. Теперь ускорение Земли в основном связано с Солнцем, частично с Луной и немного с другими планетами.

Давайте проигнорируем Луну (т.е. рассмотрим движение барицентра Земли и Луны)

Ускорение от Солнца на 4 порядка больше, чем от Юпитера. Итак, если Юпитер находится под прямым углом к ​​Земле, вектор ускорения Земли немного отклоняется от центра Солнца. Но не намного, на самом деле он указывает на точку примерно в 4000 км от центра. Солнце имеет радиус 700 000 км, поэтому точка, вокруг которой вращается Земля, находится глубоко внутри Солнца и не является барицентром Солнца и Юпитера.

Чтобы понять, почему Земля не вращается вокруг барицентра, рассмотрим движение Солнца в системе трех тел (Солнце-Юпитер-Земля). Земля не вращается вокруг барицентра Солнце-Юпитер, так же как Солнце не вращается вокруг Барицентр Земля-Юпитер.

Забавный факт о нашей некеплеровской орбите: если бы данные Кеплера были точнее в 10 раз, он смог бы увидеть все некеплеровские возмущения на нашей орбите и, вероятно, никогда бы не вывел эти три закона.
Короткий ответ может быть барицентром Земли+Луны+Солнца (если вы хотите игнорировать влияние всего остального), но это точно не «Солнце».
Это солнце. Разговоры о барицентрах смущают людей. Это заставляет людей думать, что барицентр является привлекательной точкой. Но это не так. Вы хорошо знаете об этом, но вопросы здесь предполагают, что это действительно вызывает путаницу. Земля вращается вокруг Солнца с возмущениями от Луны и планет.
«Земля не вращается вокруг барицентра Солнца-Юпитера, как Солнце не вращается вокруг барицентра Земля-Юпитер». Этого никто не утверждает. Аргумент заключается в том, можно ли считать, что и Земля, и Солнце вращаются вокруг барицентра Солнца + Юпитера + Земли.
В простой системе из двух тел оба тела образуют кеплеровы эллипсы с центром масс в одном из фокусов. Первый закон Кеплера является приближением для м п л а н е т ≪ М ⊙ . Итак, как я уже сказал, даже если вы игнорируете все другие планеты, ответ не «Солнце». Если вы просто рассуждаете о масштабе эффекта, то вы должны быть яснее - в данный момент именно ваша определенность вызывает недоумение.
Кажется, что люди часто неправильно понимают барицентры. Очевидно, мне не нужно объяснять их вам. Но другие люди думают, что барицентр — это дно гравитационного колодца (или их вопросы подразумевают это). Теперь в системе двух тел центр эллипса представляет собой ничем не примечательную точку в пространстве. Центр земного эллипса — это не солнце, не барицентр или что-то конкретное. Таким образом, ответ на вопрос «что делает орбита Земли» не о том, что находится в центре или в фокусе. Я понимаю это, чтобы спросить, что вызывает центростремительное ускорение. И это Солнце.

Ответ @Incnis Mrsi правильный: Земля вращается вокруг центра масс Солнечной системы, в котором доминирует Солнце с небольшой поправкой из-за Юпитера и еще меньшей из-за других планет-гигантов.

См . космическое место НАСА для хорошего короткого, простого объяснения. См. Zidbits для описания с очень красивой графикой . У WMU есть хорошая статья , показывающая эффекты разных планет.

Вы можете легко видеть, что это должно быть правдой по нескольким причинам.

Прежде всего, давайте рассмотрим только триплет Солнце-Земля-Юпитер. Если бы каждая планета вращалась вокруг своего барицентра вместе с Солнцем, как если бы других планет не существовало, у вас было бы движение Солнца по маленькому кругу с Землей и по гораздо большему и в 12 раз более медленному кругу с Юпитером одновременно . воздействуя на другое.

Поскольку масса Земли очень мала, в довольно хорошем приближении вы можете рассматривать Землю как обращающуюся один раз в год вокруг Солнца, которое само обращается вокруг барицентра Солнце-Юпитер за двенадцать лет.

Второй экспериментальный момент в поддержку этого исходит от открытия внесолнечных планет с помощью доплеровских измерений. Когда у звезды есть несколько планет, достаточно больших, чтобы вызывать движения звезд, достаточно большие, чтобы их можно было обнаружить нашими инструментами, мы видим, как световая скорость звезды изменяется таким образом, что она вращается вокруг центра масс звезды и нескольких планет. . В противном случае мы не смогли бы обнаружить другие планеты.

Третий способ — это мысленный эксперимент. Рассмотрим Татуин и раннюю планету, вращающуюся вокруг двойной звезды. Обращается ли Татуин только к одному из них, игнорируя другое? Как это могло быть? (Как он выбирает, какой из них игнорировать?) Он должен вращаться вокруг их общего центра масс.

Итог: Солнце и все планеты вращаются вокруг центра масс Солнечной системы.

Основываясь на других ответах на вопрос и здравом смысле, я не очень в это верю. Юпитер, конечно, влияет на земную орбиту, но наша орбита находится внутри орбиты Юпитера, поэтому, по сути, мы вращаемся вокруг Солнца, а не вокруг барицентра Солнце-Юпитер. Гипотетически, если бы масса Юпитера была равна массе Солнца, барицентр находился бы посередине между ними. Но мы все равно могли бы вращаться вокруг одной из них, и барицентр не был бы даже внутри нашей орбиты, не говоря уже о ее центре.
"Вы бы хотели, чтобы сабвуфер двигался" саб(саб, солнце)?

Единственный правильный ответ: без особой точки , так как движение Земли сложное.

Во-первых, Земля вращается вокруг барицентра Земля-Луна.
Как ни странно. Но эта точка лежит внутри планеты, где-то в мантии.

Далее, было бы разумным приближением сказать, что система Земля + Луна вращается вокруг системы Солнце + низшие планеты (Венера и Меркурий). Конечно, мы не должны точно предполагать, что их совокупная гравитация исходит из одной точки. Но грубо и в среднем он исходит из центра масс Солнца+Меркурия+Венеры (почти геометрический центр Солнца). Никогда ни одно из этих тел не оттягивает Землю и Луну от Солнца.

Есть также влияние внешних планет, таких как Юпитер. Но мы не должны, ни на каком уровне упрощения, думать, что это происходит изнутри Солнечной системы. Направление гравитации Юпитера делает полный оборот вокруг эклиптики каждый раз, когда он совершает полный оборот (≈ 12 лет). Разумно было бы сказать, что Солнце+Меркурий+Венера+Земля+Луна+Марс и Юпитер вращаются вокруг своего общего центра масс (где-то недалеко от поверхности Солнца), примерно. Но сюда, очевидно, включены не все тела. Вообще, «какая точка… орбита» сильно зависит от определения нашей «стационарной» системы отсчета, и спорить об этом в принципе не имеет смысла.

Приближение «Земля вращается вокруг Солнца» не учитывало бы не только влияние Венеры (имеющее мало значения для человеческой жизни), но, в первую очередь, гравитацию Луны.

Вокруг какой точки на самом деле вращается Земля?

Тем не менее, есть еще барицентр (часто за пределами лимба Солнца), вокруг которого Солнце совершает сложный танец.

Теперь, вокруг чего на самом деле вращается Земля? Орбита Земли описывается как эллипс; «центр» эллиптической орбиты находится в одном из фокусов эллипса. Что находится в фокусе эллиптической траектории, по которой следует Земля? Это барицентр Солнечной системы или это (колеблющийся) центр масс Солнца? Другими словами, смещается ли орбита Земли по мере того, как Солнце тянет вокруг себя, наше расстояние от Солнца никогда не изменяется больше, чем на эксцентриситет эллипса, или мы вращаемся вокруг барицентра Солнечной системы и...

Все относительно, и относительно чего.

См. статью НАСА " Что такое барицентр? ", раздел "Барицентры в нашей Солнечной системе":

Где находится барицентр между Землей и Солнцем? Ну, у солнца много массы. По сравнению с ней масса Земли очень мала. Это означает, что солнце похоже на головку кувалды. Итак, барицентр между Землей и Солнцем находится очень близко к центру Солнца. [Он вращается на расстоянии 449 км от центра Солнца .]

Юпитер намного больше Земли. Его масса в 318 раз больше. В результате барицентр Юпитера и Солнца не находится в центре Солнца. Это на самом деле только за пределами поверхности солнца!

Солнце - барицентр Юпитера

Барицентр нашей Солнечной системы представляет собой комбинацию всех ее масс, вот как сильно качается солнце:

Барицентр Солнечной системы

И последнее, но не менее важное: пользователь «fizixfan» на PhysicsForum предоставил этот интересный рисунок:

Орбита Солнечной системы в космосе, вокруг сверхгалактической плоскости.

Наша орбита вокруг сверхгалактической плоскости .

Правильный ответ: Солнце

Земля не вращается вокруг барицентра чего-либо, это связано с технической терминологией.

Вращаться = двигаться по криволинейной траектории вокруг центра или оси

Орбита = путь, описываемый одним телом при его вращении вокруг другого

Чтобы двигаться по орбите, требуется, чтобы одно тело двигалось вокруг другого.

Таким образом, хотя правильно сказать, что Земля вращается вокруг барицентра Солнечной системы (который постоянно меняется), неверно сказать, что она вращается вокруг нее, поскольку барицентр — это динамическая точка, а не физический объект.

Вокруг какой точки на самом деле вращается Земля?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v