如何能实现飞行
太阳的光和热能来源于其内部进行的一种称为核聚变的反应。这个过程主要发生在太阳的核心,一个温度高达约1500万摄氏度,压力巨大的环境中。在这个极端条件下,氢原子核能够克服它们之间的电磁斥力(同性电荷相斥),相互靠近并融合成更重的氦原子核。
动物的飞行
有关地球的故事要从大约137亿年以前的大爆炸说起。大爆炸发生之前,宇宙中所有的物质都集中在一个极其致密的点上,这个点又被称作奇点。大爆炸相当于无数次核爆同时发生,其规模难以想象。大爆炸之初产生了氢、氦和其他元素。氢和氦是两种质量最轻的元素,它们在大爆炸中先于其他元素出现,组成了90%以上的可见物质,它们也是构成宇宙、地球乃至生命的基本元素。
鸟类如何飞行
昆虫如何飞行
飞行器的飞行
飞机如何飞机
地球是一颗行星,伴随着太阳系的诞生而形成。太阳系诞生之初,是以一个巨大且不断旋转的尘埃与气体云团的形态存在。它主要由大爆炸产生的氢与氦构成,同时也含有早期星球内部合成的其他元素。在地球诞生前的“15至30分钟”(相当于约46亿年前)【是一个比喻性的说法,意在形象地描述地球形成的时间尺度相对于宇宙历史的极端快速,实际上,地球的形成过程跨越了几百万到几千万年的时间】,一个邻近的恒星可能经历了超新星爆炸,向太阳星云传递了一个冲击波,导致其开始收缩。在收缩过程中,云团的温度升高、自转加速并逐渐变得扁平。由于云团旋转,引力和惯性作用将其压缩为一个扁平的圆盘,圆盘与旋转轴垂直。大部分质量集中在圆盘中心,开始升温。同时,由于引力作用,使得物质围绕尘埃颗粒紧缩,导致圆盘的剩余部分分裂成环状结构。微小的碎片相互碰撞并逐渐聚集形成较大的块体。而构成地球的物质集中在距离中心约1亿5000万公里的区域。当太阳收缩并被加热,核聚变反应开始,由此产生的太阳风清除了圆盘中大部分未聚合形成较大物体的物质,只留下少量元素。随后,较重的元素在太阳附近聚集,形成了体积小、密度高的行星(类地行星);而较轻的元素则在离太阳较远的地方聚集,形成了体积大、密度低的行星(类木行星)。地球作为一颗类地行星,是距离太阳第三近的行星【太阳->水星->金星->地球】。
提一个有趣的事
一位美国网友注意到,一家设计公司在社交媒体上,发布了下面的图片。
图片声称,33000英尺(1万米)高空的飞机,比5000英尺(1500米)的飞机,在飞向同样目的地时,花费的时间是后者的4倍(假定飞行速度相同)。这位网友第一反应是,这是在开笑话吗?它为什么忽略地球半径。地球半径(设为 R)大约是1800万英尺,这意味着外圈长度只比内圈,多了不到1%。 $\frac{R+33,000′}{R+5,000′} = 1.0015$,而且,由于33000英尺高空的空气阻力减小,该高度的飞行时间实际上可能更少。
火箭如何飞行
月球的起源至今仍众说纷纭,但在各种理论中,大碰撞说获得了最多的支持证据。地球可能并不是唯一在距离太阳约1亿5000万公里处形成的行星。因此,科学家们假设在距离太阳与地球约1亿5000万公里的地方,也就是太阳系中的第四或第五个拉格朗日点上,曾形成了另一颗原行星。这颗行星被命名为忒伊亚(Theia),并假设其比现今的地球小,约相当于火星的大小与质量。起初,忒伊亚的运行轨道应该相对稳定,但后来受到逐渐增大的地球引力的扰动,它的轨道开始变得不稳定。
忒伊亚开始旋转并向地球靠近,最终在大约相当于“假设时钟”的凌晨0点11分(大约45亿3300万年前),以一个相对较低的角度与地球相撞。这次撞击的速度和角度虽然不足以摧毁地球,但足以使地球表面的大部分物质被喷射出去。忒伊亚的重元素沉入了地球的地核,而剩余的物质与喷射出的地球物质在数周内冷却凝固,形成了一个独立的天体。在自身重力的作用下,大约一年的时间内,这个天体逐渐形成了更加球形的结构,这就是月球。
人们普遍认为这次撞击还导致了地球自转轴的倾斜,使其倾斜角度达到了约23.5°,从而形成了地球上的四季变化。在一个简单完美的星体上,自转轴没有倾斜,也就不会存在明显的季节变化。这次撞击还可能加速了地球的自转,以及地球板块构造的形成。这种理论解释了月球的形成及其与地球的关系,同时也提供了关于地球自转轴倾斜和地壳构造的一致性解释。
❔ 月球如何受太阳引力影响
月球确实受到太阳的引力影响,但其运动状态主要由地球的引力决定。在太阳系中,所有物体都相互之间存在引力作用,这是因为牛顿的万有引力定律指出,宇宙中任意两个物体都会相互吸引,吸引力的大小与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比【引力公式: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$】。月球是地球的天然卫星,其围绕地球的运行主要受到地球引力的支配。但同时,太阳对月球也施加了相当强大的引力,太阳的质量远远大于地球,因此太阳对月球的引力理论上应该大于地球对月球的引力。然而,由于月球距离地球比距离太阳近得多,地球对月球的引力效应在实际的运动中更为显著,这是因为在万有引力定律中,距离的平方是分母,与月球距离更近的地球在引力计算中占有更大优势。具体而言,太阳对月球的引力对地球和月球组成的系统而言,主要表现为潮汐力和微小的扰动效应,这包括对月球轨道的轻微影响,以及地球上的潮汐现象。月球的轨道保持相对稳定,主要是因为地球和月球作为一个系统,与太阳之间形成了一个动态的平衡。
这里顺便讲下地球潮汐现象。地球的潮汐现象主要是由月球和太阳的引力作用引起的。尽管地球自身也有引力,但由于其各部分受月球和太阳引力的影响不同,产生了潮汐力,这是潮汐现象的直接原因。下面详细解释这一过程:
- 月球的引力作用
- 地球上的海水受到月球引力的吸引,这在地球面向月球的一侧和背对月球的一侧都产生了效应。
- 在面向月球的一面,海水受到直接的引力作用,被拉向月球,形成一个“隆起”或“高潮”区。
- 在背对月球的一面,由于地球绕地月质心(即地球和月球共同的旋转中心,但靠近地球一侧)旋转时的向外离心力,该区域的海水远离月球,也形成了另一个“隆起”或“高潮”区。
- 这种效应在地球上形成了两个相隔180度的“高潮”带,当地球自转时,不同的地理位置会轮流经过这两个高潮带,从而经历潮涨潮落。
- 太阳的引力作用
- 与月球类似,太阳也对地球产生引力,但由于太阳距离地球比月球远得多,其引力效应对潮汐的贡献相对较小。
- 然而,在新月和满月时,地球、月球和太阳排列在一条直线上,太阳和月球的引力作用方向相同,这种情况下太阳的引力与月球的引力叠加,产生“春潮”,此时潮汐效应最强。
- 在上弦月和下弦月时,月球和太阳的引力方向垂直,太阳的引力减弱了月球引力的作用,从而产生“小潮”。
综上所述,月球的引力对地球潮汐的产生起着主要作用,而太阳的引力作用作为次要因素,在特定的月相下增强或减弱了潮汐现象。地球的自转和绕太阳的公转,以及地球的地形和海底地形,也在一定程度上影响潮汐的大小和规律。