§ 33. МАССА ЛУНЫ

В качестве примера того, как определяют массу тел по их ускорениям при взаимодействии, мы найдем массу Лупы по ее взаимодействию с Землей.

О том, что Земля влияет на движение Лупы, известно всем. Все знают, что именно под влиянием Земли Луна движется вокруг Земли по окружности радиусом около 384 000 км.

Обычно считают, что Луна обращается вокруг Земли так, будто центр Земли есть неподвижный центр лунной орбиты. Если бы это было так, то это противоречило бы закону взаимодействия, по которому ускорения получают оба взаимодействующих тела.

Рис. 84

Рис. 85

На самом деле и Луна влияет на Землю, заставляя ее двигаться по окружности и сообщая ей центростремительное ускорение. Но вокруг какого центра?

Астрономические наблюдения показали, что Луна обращается не вокруг центра Земли, а вокруг некоторой точки Р (рис. 84), которая отстоит от центра Земли на 4700 км. (Эта точка находится внутри земного шара.) Вокруг этой же точки Р движется по окружности и центр Земли (рис. 85). Значит, радиусы, соединяющие центры Земли и Луны с точкой Р, движутся с одинаковой угловой скоростью вокруг точки Р. Центр Земли движется по окружности радиусом км, а центр Луны — по окружности радиусом да 380 000 км. Выходит, что Земля и Луна ведут себя совершенно так же, как алюминиевый и стальной цилиндры в опыте, рассмотренном в § 30. Мы видели там, что отношение центростремительных ускорений, сообщаемых цилиндрами друг другу, равно отношению радиусов окружностей, по которым они движутся. Точно так же отношение модулей ускорений Луны и Земли равно отношению радиусов

Но отношение ускорении взаимодействующих тел равно, как мы знаем, обратному отношению их масс, поэтому

Так как 380 000 км, а 4700 км, то

Следовательно, масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. Если бы была известна масса Земли, то можно было бы определить массу Луны. Масса Земли действительно была определена (см. гл. 6). Она оказалась равной кг. Тогда