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《月亮上的足迹》一个想当然导致的错误数据(网友来稿)
梁永坚
《月亮上的足迹》一文开头写道“在茫茫太空,月亮是地球的近邻。虽说是近邻,离地球也有38万公里,真是可望而不可即。”
38万公里,只是月地之间的平均距离。而月亮围绕地球运行的轨道是一个椭圆形,有近地点和远地点。所以,阿波罗11号飞赴月球时,月地之间的距离不一定是38万千米。这只是作者想当然写出来的错误数据,况且公里现在统一写作千米。
那么,阿波罗11号飞赴月球时,月地之间的距离到底有多远呢?我们计算一下就知道。
已知:
(1)M地= 5.98×1024 kg,
(2)m月=M地/81.3,
(3)根据课文所说,飞船到达月地引力平衡点时,距离月球2.8X104千米,即r月、飞船= 2.8X104千米
根据牛顿万有引力定律,可知:
(1)地球对飞船的引力为
F地、飞船=GM地m飞船/R2(地、飞船)
(2)月球对飞船的引力为
F月、飞船=GM月m飞船/r2(月、飞船)
G为万有引力常数
因为,在地月引力平衡点F地、飞船= F月、飞船,即
GM地m飞船/R2(地、飞船) = GM月m飞船/r2(月、飞船)
所以M地/R2(地、飞船) =M月/r2(月、飞船)
M地/R2(地、飞船) = M地/81.3/(2.8X104)2
(2.8X104)2= R2(地、飞船)/81.3
R2(地、飞船)=(2.8X104)2X81.3
R(地、飞船)≈2.8X9 X 104千米=25.2 X 104千米
这时月地相距(25.2+ 2.8)X 104千米,即28 X 104千米。
由于月球围绕地球运行的轨道为椭圆形,这就有可能出现两种情况:
(1)飞船从地球上起飞时,月球离地球较近,等飞船到达月球上空时,月球离地球较远,即飞船从地球上起飞时,月地距离小于28 X 104千米。
(2)飞船从地球上起飞时,月球离地球较远,等飞船到达月球上空时,月球离地球较近,即飞船从地球上起飞时,月地距离大于28 X 104千米。
不过,无论飞船从地球上起飞时月地距离小于还是大于28 X 104千米,最终它都绝对远少于月地平均距离38 X 104千米,亦即阿波罗11号此次探月飞行是取了捷径的。
若月地距离为38万千米,那么,根据上面的已知条件、计算公式和计算过程来运算,可知月地引力平衡点距地球32万千米,距月球约6万多千米。这跟前边的计算所得出的数据误差是很大的,比如:
月球与地球距离误差为
38x104千米-28 x104千米=10 x104千米
月地引力平衡点与地球距离误差为
32 x104千米-25.2 X 104千米=6.8 X 104千米
月地引力平衡点与月球距离误差为
6x104千米-2.8 x104千米=3.2x104千米
对地球人来说,这真是天大的误差啊!已经不能用“失之毫厘谬以
千里”来形容了,那简直是天文数字了。
注:太阳对地球引力场中的物体的引力为地球引力的1/179,这里,太阳对地球、月球和飞船的引力没有计算在内,况且无法从文中知道当时太阳相对于地、月、船三者的位置及其变化。
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