Чи може бути колесо, у якого втулка обертається швидше, ніж обід? Подивіться як обертається автомобільне колесо. Ви побачите, що всі крапки, розташовані по одному радіусу (на різних відстанях від осі), повертаються на однаковий кут і роблять одне і те ж число обертів. У всього колеса, як кажуть, однакова кутова швидкість. Що ж стосується лінійної швидкості кожної точки, то ви ясно побачите, що чим далі від осі, тим з більшою швидкістю рухається вона по своїй окружності.
Та інакше і бути не може - адже за той же час (за кожен оборот) точки пробігають шляху по меншій або по більшої окружності. І, здавалося б, не має сенсу думати, ніби втулка колеса може обертатися швидше, ніж його обід, - таких коліс, звичайно, не буває. (Додамо, однак, - твердих, суцільних коліс.)
І все-таки подібні «колеса» знайшлися - правда, не суцільні і не тверді. Чиє увагу привертали цікаві кільця Сатурна, навколишні величезну незвичайну планету? Кільця Сатурна величезні - загальна ширина їх 65 000 км - в п'ять разів більше діаметру земної кулі. Правда, товщина кілець дуже невелика - всього якихось 15-20 км. При цьому кільця «висять» в просторі, не торкаючись до поверхні планети, - вони обертаються навколо неї від дії величезної сили її тяжіння (за законом тяжіння).
Вчених давно цікавило питання: яка природа кілець Сатурна? Довго йшли суперечки про те, що це: суцільне тверде кільце або потік окремих шматків, каменів? Геніальна російська жінка-математик Софія Ковалевська теоретично довела, що кільця Сатурна складаються з окремих невеликих тіл і що вони не можуть бути суцільним твердим кільцем. Інакше таке кільце розірвалося б на частини від неоднакового дії сили тяжіння, яка на внутрішньому краї кілець (ближче до планети) набагато більше, ніж на зовнішньому краї (далі від неї). Щоб врівноважити цю відмінність в тяжінні, внутрішній край кілець повинен обертатися швидше, ніж зовнішній, а це може бути тільки в тому випадку, якщо кільця не суцільні, а складаються з окремих шматків - каменів або брил. Кожен з цих шматків самостійно рухається навколо планети за законами небесної механіки, як крихітне небесне тіло.
Інший видатний російський учений - А. А. Білопільський складними спостереженнями відкрив, що внутрішній край кілець дійсно обертається швидше, ніж зовнішній. Швидкість внутрішнього краю 20 км / сек, а швидкість зовнішнього - всього 15 км / сек. Значить, перед нами дійсно «колесо», у якого «втулка» обертається швидше, ніж «обід».
І таких дивних коліс у Всесвіті виявилося дуже багато. Ще «законодавець неба» Кеплер відкрив, що гігантським «колесом» такого роду є вся наша сонячна система. Подивіться на її схему. Виходить цікава картина:
чим ближче до Сонця знаходиться планета, тим з більшою швидкістю вона рухається і робить свій оборот за менший час;
чим далі від Сонця, тим менше швидкість планети і довше час її обертання навколо Сонця.
Якийсь непорушний закон природи із залізною необхідністю управляє рухами цих гігантських космічних тіл. «Втулка» цього чудового «колеса» служить Меркурій, який мчить зі швидкістю майже 50 км / сек, а «ободом» - Плутон, який в порівнянні з ним повільно пливе зі швидкістю всього 4 км / сек (в 12 з гаком разів повільніше! ).
Чим далі планети від Сонця, тим за більший час звертаються вони навколо нього: Меркурій - за 88 наших днів, Венера - за 224,7 дня, Земля - за 365,25 дня, Марс - за 687 земних днів, Юпітер - майже за 12 наших років, Сатурн - за 29 років, а найдальший від Сонця Плутон - за два з половиною століття.
До речі. Скільки б вам було років на різних планетах, якщо на Землі вам, скажімо, 12? На Меркурії - близько ... 50, на Венері - 20, на Марсі - лише 6-7 років, на Юпітері - 1 рік. Ну, а на Плутоні - всього 1/20 року ... Звичайно, організм ваш розвивався б незалежно від того, скільки разів облетіли ви навколо Сонця разом з тією або іншою планетою.
Але повернемося до «планетному колесу» і подивимося, чим пояснити ту сувору правильність, що чим ближче до Сонця, тим більше швидкість планет, а чим далі, тим вона менше. Розгадку і тут треба шукати в дії тяжіння Сонця. Швидкість руху кожної планети по певній орбіті повинна строго відповідати силі тяжіння Сонця (на даному відстані). Адже при недостатній швидкості планета буде наближатися до Сонця і впаде на нього, а при дуже великій швидкості - відлетить від нього вдалину.
Ви, звичайно, пам'ятаєте, що чим ближче до Сонця, тим з більшою силою воно притягує. Зі збільшенням же відстані сила тяжіння швидко убуває. Значить, для врівноваженого руху кожної планети по своїй орбіті ближче до Сонця необхідна велика швидкість, а далі від нього - достатня швидкість менша. Ось чому так швидко мчить Меркурій і в 12 разів повільніше «пливе» далекий Плутон.
Це була стаття про те, з якою швидкістю рухаються планети сонячної системи. Далі читаємо: Планета Юпітер - сила гіганта!
Чиє увагу привертали цікаві кільця Сатурна, навколишні величезну незвичайну планету?
Вчених давно цікавило питання: яка природа кілець Сатурна?
Довго йшли суперечки про те, що це: суцільне тверде кільце або потік окремих шматків, каменів?
Скільки б вам було років на різних планетах, якщо на Землі вам, скажімо, 12?
