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Unter dem Einfluss der Gravitationskraft umkreist die Erde seit einigen Milliarden Jahren die Sonne. Der Mond umkreist die Erde schon fast so lange. Während sie umkreisen, reihen sich von Zeit zu Zeit Sonne, Mond und Erde aneinander. Die exakte Positionierung des Mondes zwischen Sonne und Erde führt zu einer Sonnenfinsternis. Und wenn die Erde genau zwischen Sonne und Mond ist, ist es eine Mondfinsternis. Obwohl Finsternisse dramatisch aussehen, haben sie keinen Einfluss auf die Gravitationskraft. Der einzige Unterschied in der Gravitationskraft während einer Sonnenfinsternis besteht darin, dass Mond und Sonne von der gleichen Seite auf die Erde ziehen - aber das macht wirklich keinen messbaren Unterschied.
Schwere
Jedes Objekt im Universum zieht jedes andere Objekt im Universum an. Das war Isaac Newtons Entdeckung mit dem Gesetz der universellen Gravitation. Es ist eine mathematische Aussage über die Größe der Gravitationskraft. Die Newtonsche Gleichung für die universelle Gravitation besagt, dass die Kraft der Gravitationsanziehung zwischen zwei Objekten gleich einer Gravitationskonstante multipliziert mit der Masse des ersten Objekts multipliziert mit der Masse des zweiten Objekts ist, die alle durch das Quadrat der Distanz zwischen ihnen dividiert wird.
Erde, Sonne und Mond
Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 150 Billionen Meter oder 1,5 x 10 ^ 11 Meter. Die Masse der Sonne beträgt 1,99 x 10 ^ 30 Kilogramm, während die Erde 6,0 x 10 ^ 24 Kilogramm wiegt. Die Gravitationskonstante beträgt 6,67 x 10 ^ -11 m ^ 3 / (Kilogramm - Sekunde ^ 2). Erde und Sonne ziehen also mit einer Kraft von 3,52 x 10 ^ 22 Newton aneinander. Der Newton ist eine Krafteinheit, die einem Kilogrammmeter / Sekunde ^ 2 entspricht. Ein Newton entspricht 0,22 der selten verwendeten englischen Einheit, die als Pfund-Kraft bezeichnet wird, sodass 3,52 x 10 ^ 22 Newton 7,9 x 10 ^ 21 Pfund-Kraft sind.
Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt 380 Millionen Meter und die Masse des Mondes 7,35 x 10 ^ 22 Kilogramm. Die Kraft zwischen Mond und Erde beträgt also 2,03 x 10 ^ 20 Newton (4,5 x 10 ^ 19 Pfund) ). Das heißt, die Gravitationskraft zwischen Erde und Mond beträgt etwa ein halbes Prozent der Kraft zwischen Erde und Sonne.
Während der Finsternisse
Während einer Sonnenfinsternis richten sich der Zug von Mond und Sonne so aus, dass die Erde eine kombinierte Kraft von 3,54 x 10 ^ 22 Newton (7,96 x 10 ^ 21 Pfund-Kraft) in Richtung der Sonne fühlt. Während einer Mondfinsternis zieht der Mond in die entgegengesetzte Richtung wie die Sonne und erzeugt eine Nettokraft von 3,50 x 10 ^ 22 Newton (7,87 x 10 ^ 21 Pfund) in Richtung der Sonne.
Um dies in die richtige Perspektive zu rücken: Während eines Jahres bringt die elliptische Form der Erdumlaufbahn die Erde näher und weiter von der Sonne entfernt. Wenn Sonne und Erde am nächsten sind, beträgt die Anziehungskraft zwischen ihnen 3,67 x 10 ^ 22 Newton (8,25 x 10 ^ 21 Pfund), und wenn sie am weitesten entfernt sind, beträgt die Anziehungskraft 3,43 x 10 ^ 22 Newton (7,71 x 10 ^ 21 Pfund) -Macht). Das heißt, die normale jährliche Änderung der Gravitationskraft im Laufe eines Jahres ist mehr als zehnmal so hoch wie die Änderung aufgrund der Position des Mondes während der Sonnenfinsternisse.
Schwerkraft auf dich
Eine vielleicht noch interessantere Frage betrifft die Auswirkung der Gravitationskraft auf sich selbst während einer Sonnenfinsternis. Die Anziehungskraft der Sonne auf Sie beträgt ungefähr 0,0603 Prozent der Anziehungskraft der Erde auf Sie. Die Anziehungskraft des Mondes beträgt etwa 0,0003 Prozent der Erdanziehungskraft. Wenn Sie also während einer Sonnenfinsternis oder eines Neumondes mittags 68 Kilogramm wiegen, wiegen Sie 0,6 Gramm weniger als mittags, wenn es Vollmond ist.