梁永堅
《月亮上的足跡》一文開(kāi)頭寫(xiě)道“在茫茫太空,月亮是地球的近鄰。雖說(shuō)是近鄰,離地球也有38萬(wàn)公里,真是可望而不可即!
38萬(wàn)公里,只是月地之間的平均距離。而月亮圍繞地球運行的軌道是一個(gè)橢圓形,有近地點(diǎn)和遠地點(diǎn)。所以,阿波羅11號飛赴月球時(shí),月地之間的距離不一定是38萬(wàn)千米。這只是作者想當然寫(xiě)出來(lái)的錯誤數據,況且公里現在統一寫(xiě)作千米。
那么,阿波羅11號飛赴月球時(shí),月地之間的距離到底有多遠呢?我們計算一下就知道。
已知:
(1)M地= 5.98×1024 kg,
(2)m月=M地/81.3,
(3)根據課文所說(shuō),飛船到達月地引力平衡點(diǎn)時(shí),距離月球2.8X104千米,即r月、飛船= 2.8X104千米
根據牛頓萬(wàn)有引力定律,可知:
(1)地球對飛船的引力為
F地、飛船=GM地m飛船/R2(地、飛船)
(2)月球對飛船的引力為
F月、飛船=GM月m飛船/r2(月、飛船)
G為萬(wàn)有引力常數
因為,在地月引力平衡點(diǎn)F地、飛船= F月、飛船,即
GM地m飛船/R2(地、飛船) = GM月m飛船/r2(月、飛船)
所以M地/R2(地、飛船) =M月/r2(月、飛船)
M地/R2(地、飛船) = M地/81.3/(2.8X104)2
(2.8X104)2= R2(地、飛船)/81.3
R2(地、飛船)=(2.8X104)2X81.3
R(地、飛船)≈2.8X9 X 104千米=25.2 X 104千米
這時(shí)月地相距(25.2+ 2.8)X 104千米,即28 X 104千米。
由于月球圍繞地球運行的軌道為橢圓形,這就有可能出現兩種情況:
(1)飛船從地球上起飛時(shí),月球離地球較近,等飛船到達月球上空時(shí),月球離地球較遠,即飛船從地球上起飛時(shí),月地距離小于28 X 104千米。
(2)飛船從地球上起飛時(shí),月球離地球較遠,等飛船到達月球上空時(shí),月球離地球較近,即飛船從地球上起飛時(shí),月地距離大于28 X 104千米。
不過(guò),無(wú)論飛船從地球上起飛時(shí)月地距離小于還是大于28 X 104千米,最終它都絕對遠少于月地平均距離38 X 104千米,亦即阿波羅11號此次探月飛行是取了捷徑的。
若月地距離為38萬(wàn)千米,那么,根據上面的已知條件、計算公式和計算過(guò)程來(lái)運算,可知月地引力平衡點(diǎn)距地球32萬(wàn)千米,距月球約6萬(wàn)多千米。這跟前邊的計算所得出的數據誤差是很大的,比如:
月球與地球距離誤差為
38x104千米-28 x104千米=10 x104千米
月地引力平衡點(diǎn)與地球距離誤差為
32 x104千米-25.2 X 104千米=6.8 X 104千米
月地引力平衡點(diǎn)與月球距離誤差為
6x104千米-2.8 x104千米=3.2x104千米
對地球人來(lái)說(shuō),這真是天大的誤差!已經(jīng)不能用“失之毫厘謬以
千里”來(lái)形容了,那簡(jiǎn)直是天文數字了。
注:太陽(yáng)對地球引力場(chǎng)中的物體的引力為地球引力的1/179,這里,太陽(yáng)對地球、月球和飛船的引力沒(méi)有計算在內,況且無(wú)法從文中知道當時(shí)太陽(yáng)相對于地、月、船三者的位置及其變化。
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