Для определения центростремительного ускорения Луны, необходимо воспользоваться формулой для центростремительного ускорения, которая выражается через радиус орбиты и период обращения.
Центростремительное ускорение (a_c) при движении по круговой орбите можно выразить через угловую скорость (\omega):
[a_c = \omega^2 \cdot r]
где:
- (\omega) — угловая скорость,
- (r) — радиус орбиты.
Угловая скорость (\omega) связана с периодом обращения (T) следующим образом:
[\omega = \frac{2\pi}{T}]
Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,3 суток. Переведём этот период в секунды для удобства вычислений:
[T = 27{,}3 \text{ суток} \times 24 \text{ часа/сутки} \times 3600 \text{ секунд/час} = 27{,}3 \times 86400 \text{ секунд} = 2{,}359{,}680 \text{ секунд}]
Теперь можем найти угловую скорость:
[\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{2{,}359{,}680 \text{ с}} \approx 2{,}663 \times 10^{-6} \text{ рад/с}]
Радиус орбиты Луны (r) равен 384 000 км, что в метрах составляет:
[r = 384{,}000 \text{ км} \times 1000 \text{ м/км} = 384{,}000{,}000 \text{ м}]
Теперь подставим значения (\omega) и (r) в формулу для центростремительного ускорения:
[a_c = \omega^2 \cdot r = (2{,}663 \times 10^{-6} \text{ рад/с})^2 \cdot 384{,}000{,}000 \text{ м}]
Выполним вычисления:
[\omega^2 = (2{,}663 \times 10^{-6})^2 \approx 7{,}092 \times 10^{-12} \text{ рад}^2/\text{с}^2]
[a_c = 7{,}092 \times 10^{-12} \text{ рад}^2/\text{с}^2 \times 384{,}000{,}000 \text{ м} \approx 2{,}725 \times 10^{-3} \text{ м/с}^2]
Таким образом, центростремительное ускорение Луны составляет приблизительно (2{,}725 \times 10^{-3} \text{ м/с}^2).