Περιεχόμενο
Υπό την επίδραση της βαρυτικής δύναμης, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο για μερικά δισεκατομμύρια χρόνια. Το φεγγάρι βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη σχεδόν για όσο καιρό. Καθώς στρέφονται, κάθε μέρα ο ήλιος, το φεγγάρι και η Γη κατατάσσονται. Η τοποθέτηση του φεγγαριού ακριβώς ανάμεσα στον ήλιο και τη Γη οδηγεί σε μια ηλιακή έκλειψη. Και όταν η Γη βρίσκεται ακριβώς ανάμεσα στον ήλιο και το φεγγάρι, μια σεληνιακή έκλειψη. Αν και οι εκλείψεις φαίνονται δραματικές, δεν έχουν καμία επίδραση στη βαρυτική δύναμη. Η μόνη διαφορά στη βαρυτική δύναμη κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης είναι ότι το φεγγάρι και ο ήλιος τράβηξαν και τα δύο στη Γη από την ίδια πλευρά - αλλά αυτό δεν έχει καμία διαφορά με κανένα μετρήσιμο τρόπο.
Βαρύτητα
Κάθε αντικείμενο στο σύμπαν προσελκύει κάθε άλλο αντικείμενο στο σύμπαν. Αυτή ήταν η ανακάλυψη του Isaac Newtons με το νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας. Είναι μια μαθηματική δήλωση του μεγέθους της βαρυτικής δύναμης. Η εξίσωση Newton για την παγκόσμια βαρύτητα δηλώνει ότι η δύναμη της βαρυτικής έλξης μεταξύ δύο αντικειμένων είναι ίση με μια βαρυτική σταθερή φορές τη μάζα του πρώτου αντικειμένου, τη φορά της μάζας του δεύτερου, που διαιρείται με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
Γη, Ήλιος και Σελήνη
Η μέση απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου είναι 150 τρισεκατομμύρια μέτρα ή 1,5 x 10 ^ 11 μέτρα. Η μάζα του ήλιου είναι 1,99 x 10 ^ 30 κιλά, ενώ η Γη ζυγίζει 6,0 x 10 ^ 24 κιλά. Η σταθερά βαρύτητας είναι 6,67 χ 10 ^ 11 μέτρο ^ 3 / (κιλό - δευτερόλεπτο ^ 2). Έτσι η Γη και ο ήλιος έλκουν ο ένας τον άλλον με μια δύναμη ίση με 3,52 x 10 ^ 22 newtons. Το newton είναι μια μονάδα δύναμης ίση με ένα χιλιόγραμμο / δευτερόλεπτο ^ 2. Ένα newton είναι ίσο με το 0,22 της σπάνια χρησιμοποιούμενης αγγλικής μονάδας που ονομάζεται force-pound, οπότε 3,52 x 10 ^ 22 newton είναι 7,9 x 10 ^ 21 λίβρες-δύναμη.
Η μέση απόσταση μεταξύ της Γης και της Σελήνης είναι 380 εκατομμύρια μέτρα και η μάζα του φεγγαριού είναι 7,35 x 10 ^ 22 κιλά, οπότε η δύναμη μεταξύ της Σελήνης και της Γης είναι 2,03 χ 10 ^ 20 newton (4,5 χ 10 ^ ). Δηλαδή, η βαρυτική δύναμη ανάμεσα στη Γη και τη Σελήνη είναι περίπου το μισό τοις εκατό της δύναμης μεταξύ της Γης και του ήλιου.
Κατά τη διάρκεια της Eclipse
Κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης η έλξη της σελήνης και της ηλιακής γραμμής ανεβαίνει, ώστε η Γη να αισθάνεται μια συνδυασμένη δύναμη 3,54 x 10 ^ 22 newtons (7,96 x 10 ^ 21 λίβρες-δύναμη) προς την κατεύθυνση του ήλιου. Κατά τη διάρκεια μιας σεληνιακής έκλειψης το φεγγάρι τραβά προς την αντίθετη κατεύθυνση όπως ο ήλιος, δημιουργώντας μια καθαρή δύναμη 3,50 x 10 ^ 22 newtons (7,87 x 10 ^ 21 λίβρες-δύναμη) προς την κατεύθυνση του ήλιου.
Για να το θέσουμε σε προοπτική, κατά τη διάρκεια ενός έτους το ελλειπτικό σχήμα της τροχιάς της Γης το φέρνει πιο κοντά και μακρύτερα από τον ήλιο. Όταν ο ήλιος και η Γη είναι πλησιέστεροι, η βαρυτική έλξη μεταξύ τους είναι 3,67 x 10 ^ 22 newton (8,25 x 10 ^ 21 λίβρες-δύναμη) και όταν απέχουν περισσότερο από την έλξη είναι 3,43 x 10 ^ 22 newton (7,71 χ 10 ^ -δύναμη). Δηλαδή, η συνήθης ετήσια διακύμανση της βαρυτικής δύναμης κατά τη διάρκεια ενός έτους είναι περισσότερο από 10 φορές όσο η αλλαγή λόγω της θέσης της σελήνης κατά τη διάρκεια των εκλείψεων.
Βαρύτητα σε Σένα
Ίσως μια ακόμη πιο ενδιαφέρουσα ερώτηση αφορά την επίδραση της βαρυτικής δύναμης στον εαυτό σας κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης. Η έλξη του ήλιου πάνω σας είναι περίπου 0.0603 τοις εκατό της έλξης της Γης σε σας. Η έλξη της σελήνης είναι περίπου 0,0003 τοις εκατό της βαρύτητας της Γης. Έτσι αν ζυγίζετε 68 κιλά, το μεσημέρι κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης - ή κατά τη διάρκεια μιας νέας σελήνης - θα ζυγίζετε 0,6 γραμμάρια (δύο εκατοστά της ουγγιάς) λιγότερο από ό, τι θα κάνατε το μεσημέρι όταν ήταν πανσέληνο.