Gali pasirodyti neįtikėtina, kad Mėnulis suka Žemę. Kyla pagrįsta abejonė: kaip Mėnulis, kurio masė 81 kartą mažesnė už Žemės masę ir kuris pats sukasi aplink Žemę, gali ją sukti?
Žemė atlieka daug įvairių sukimųsi: ji skrieja aplink Saulę, sukasi apie savo ašį, Žemės ašis atlieka precesinį sukimąsi. Bet Žemė turi dar vieną sukimąsi, kurį sukelia Mėnulis. Nebūtų Mėnulio, nebūtų, ir to sukimosi. Žemė ir Mėnulis labai stipriai susiję vienas su kitu tarpusavio traukos jėgomis. Žinoma, Žemės trauka kur kas galingesnė, ir Žemė savo trauka išlaiko Mėnulį jo orbitoje. O Mėnulis savo trauka (tiesa, jam padeda ir Saulė) Žemės vandenynuose periodiškai pakelia vandenį – vyksta potvyniai ir atoslūgiai.
Mokslininkai apskaičiavo, kad Mėnulis, nors ir skrieja aplink Žemę, bet skrieja ne aplink Žemės centrą, o aplink tašką, kuris yra nuo Žemės centro maždaug už 4700 kilometrų. Šis taškas vadinamas Žemės ir Mėnulio sistemos masių centru.
Paprastai vartojame terminą ,,sunkio centras”. Pavyzdžiui, pagalio sunkio centras yra jo viduryje. Jei ta vieta pagalį uždėsite ant piršto, tai pagalys bus pusiausvyroje, nes jo atramos taškas yra tiksliai po sunkio centru. Rutulio sunkio centras sutampa su jo centru.
Jeigu, kalbėdami apie Žemės daiktus, vartojame sąvoką ,,sunkio centras”, žinodami, kad sunkio jėga tai jėga, kuria Žemė traukia kūną, tai, kalbėdami apie Žemės ir Mėnulio sistemą, vartojame ne sąvoką ,,sunkio centras”, o ,,masių centras”.
Padarykite nedidelį prietaisą. Paimkite tuščią ilgąją šratinuko šerdį (ji yra 12,7 centimetro ilgio) ir jos galuose pritvirtinkite du rutuliukus. Rutuliukus galima parinkti medinius iš nereikalingų senų žaisliukų. Vieno rutuliuko skersmuo maždaug 3 centimetrai, kito vienas centimetras.
Didžiojo rutuliuko masė (mase susitarėme laikyti inertiškumą) kelis kartus didesnė negu mažojo. Šerdį su rutuliukais padėkite ant peilio ašmenų ir judinkite peilį tol, kol ,,svertas” su rutuliukais pasidarys pusiausviras. Tą tašką šerdyje pažymėkite rašalu. Tai bus sistemos, susidedančios iš 2 rutuliukų, sunkio centras.
Į šerdies masę neatsižvelgiame, nes ji labai maža. Prie taško, kur yra mūsų sistemos sunkio centras (jis yra arčiau didžiojo rutuliuko), pririškite du 70 centimetrų ilgio siūlus. Kitą siūlų galą pririškite prie bet kurios atramos, pavyzdžiui, prie durų staktos. Reikia, kad mūsų prietaisas kabotų laisvai, nieko nekliudydamas.
Stumdydami siūlus išilgai šerdies, pasiekite visiškos sverto su rutuliukais pusiausvyros. Dabar, sukdami svertą apie siūlus, privyniokite jų galimai daugiau. Baigę sukti, prilaikydami siūlus ranka, patikrinkite, ar jų pritvirtinimo vieta nepasislinko iš sunkio jėgos centro. Pataisykite svertą ir, kai jis kabos horizontaliai, sustabdykite jį, kad jis nesisuptų.
Svertas pradės suktis apie išsivyniojančius siūlus. Atkreipkite dėmesį, kad siūlai, kurie yra mūsų prietaiso ašis, kabo griežtai vertikaliai, jokios jėgos nepriverčia jų pasitraukti iš vertikalios padėties. Kai prietaisas išsivynios, jis nejudėdamas kabos horizontalioje padėtyje.
Tą patį bandymą galima padaryti kitaip. Siūlus pastūmėkite išilgai šerdies per vieną centimetrą mažojo rutuliuko kryptimi. Gerai juos užsukite ir sustabdykite prietaisą, kad jis neįsisiūbuotų. Atsargiai atitraukite rankas. Prasidės sukimasis. Atkreipkite dėmesį į atsisukančius siūlus. Jie nekaba vertikaliai, kaip pirma, o brėžia kūgį.
Dabar mūsų prietaiso sukimosi ašimi pasidarė to kūgio ašis, bet ašis kaip ir pirma kerta dviejų rutuliukų sunkio centrą. Šį bandymą pakartokite keletą kartų, kiekvieną kartą pastūmėdami pakabos tašką vis arčiau ir arčiau mažojo rutuliuko. Prietaisui greitai sukantis, dabar visiškai pasvirusi šerdis brėžia du kūgius. Jų viršūnės jungiasi viename nejudančiame taške šios mažos sistemos sunkio jėgos centre.
Ypač įdomu stebėti už šerdies vidurio arba visai arti mažojo rutuliuko pakabinto prietaiso sukimąsi. Tačiau grįžkime į kosmosą. O vis dėlto kaip Mėnulis suka Žemę? Turbūt jau atspėjote, kad ką tik padaryti bandymai turi tiesioginį ryšį su Žemės ir Mėnulio sistema.
Šratinuko šerdies, kuri mūsų bandyme jungia rutuliukus, vaidmenį atlieka trauka, kuri Mėnulį traukia prie Žemės, o Žemę prie Mėnulio. Jau minėta, kad šios kosminės sistemos masių centras yra už 4700 kilometrų nuo geometrinio Žemės centro. Prisiminkime, kad Žemės skersmuo per pusiaują yra 6378,18 kilometro, vadinasi Žemės ir Mėnulio sistemos masių centras yra Žemės rutulio viduje.
Per pilną Mėnulio apsisukimą aplink Žemę Žemės geometrinis centras taip pat daro pilną apsisukimą apie Žemės ir Mènulio sistemos masių centrą. Na, o dabar padarykime labai paprastą modelį, iliustruojantį Žemės ir Mėnulio sistemos sukimąsi.
Jame nepaisysime mastų, neišlaikysime Žemės ir Mėnulio masių santykio, Mėnulis skries aplink Žemę ne elipsine, o apskrita orbita. Paimkite plastilino gabaliuką ir nulipdykite iš jo trijų centimetrų skersmens rutuliuką. Tai bus ,,Žemė”. Paskui 2,5 centimetro atstumu nuo šratinuko šerdies galo pririškite du siūlus.
Pririšti juos reikia stipriai, kad jie nepasislinktų iš vietos. Ant šio šerdies galo užmaukite ,,Žemės rutulį”. Šerdis turi persmigti kiaurai tiksliai per skersmenį. Siūlai prarėš plastilino rutuliuką ir išlįs iš jo toje šerdies vietoje, prie kurios jie pririšti.
Prapjovą plastiline tvarkingai užtaisykite, patikrinkite, kad tuo metu nepasislinktų siūlai. Siūlų pririšimo ant šerdies vieta bus mūsų baigto prietaiso masių centras. Dabar prietaisą pakabinkite ant pririštų prie jo siūlų, o ant laisvojo galo užmaukite rutuliuką, taip pat nulipdytą iš plastilino, bet kur kas mažesnį už pirmąjį.
Prieš nulipdydami tą antrąjį rutuliuką, paimkite mažą plastilino gabaliuką, prilipdykite prie šerdies galo. Pridėdami ar nuimdami plastilino, pasiekite, kad susidarytų visiška pusiausvyra. Serdis turi kaboti horizontaliai. Paskui nuimkite plastiliną, iškočiokite iš jo mažą rutuliuką ,,Mėnulį” ir užmaukite jį ant to paties šerdies galo.
Pasiekite, kad prietaisas kabotų visiškai horizontaliai, paskui vyniokite siūlus, ant kurių jis kabo. Atsargiai jį nuleiskite, kad jis neįsisiūbuotų. Mūsų Žemės ir Mėnulio sistemos modelis pradės suktis. ,,Mėnulis” skries aplink ,,Žemę”, o geometrinis plastilino ,,Žemės” centras, esantis už vieno centimetro nuo pakabos taško, tai yra masių centro, brėš apskritimą aplink šį centrą. Jeigu sistema gerai išbalansuota, siūlai, ant kurių sukasi prietaisai, kabos vertikaliai.
Jūsų padarytieji bandymai akivaizdžiai rodo, kokią svarbią reikšmę turi įvairių mašinų besisukančių detalių (smagračių, turbinų rotorių, generatorių ir variklių, įvairių velenų) teisingas centravimas. Labai svarbu, kad mašinos detalės ašis kirstų sunkio centrą, kad neatsirastų nereikalingos vibracijos, kuri yra žalinga mašinai, nes dėvisi guoliai ir išklimba pagrindas.
Remtasi – Mėnulis