Die Roche-Grenze gibt an, wie nahe ein Körper kommen kann, der durch seine eigene Schwerkraft zusammengehalten wird. Da die Schwerkraft das einzige ist, was mondgroße Objekte zusammenhält, werden Sie natürliche Monde nicht näher als die Roche-Grenze finden. [Genau genommen ist das Roche-Limit eine Funktion sowohl des Primärkörpers (im Fall dieser Frage die Erde) als auch des Sekundärkörpers (Satelliten). Es gibt eine andere Roche-Grenze für Objekte mit unterschiedlicher Dichte, aber der Einfachheit halber werde ich die Roche-Grenze als eine Funktion nur der Primärgrenze behandeln.] Zum Beispiel liegen die Saturnringe innerhalb ihrer Roche-Grenze und können die Trümmer sein ein Satellit, der auseinandergerissen wurde. Die Ringe bestehen aus kleinen Teilchen, und jedes Teilchen wird durch molekulare Bindungen zusammengehalten. Da sie nicht durch die Schwerkraft zusammengehalten werden, werden sie nicht weiter auseinandergerissen. In ähnlicher Weise wird ein künstlicher Satellit auch durch molekulare Bindungen zusammengehalten, nicht durch die innere Schwerkraft.

Die Grenze für molekulare Bindungen, die durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen werden, ist offensichtlich viel kleiner als die Umlaufbahn eines Satelliten, da wir uns auf der Erdoberfläche noch näher befinden und nicht zerrissen werden ein Teil. Sie müssten ein extrem dichtes Objekt wie einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch haben, damit diese Grenze existiert. Innerhalb der Roche-Grenze zu sein bedeutet, dass Gezeitenkräfte sie von dem größeren Satelliten wegziehen würden, wenn ein Astronaut ohne Leine einen Weltraumspaziergang machen würde. Außerhalb der Roche-Grenze würde die Schwerkraft des größeren Satelliten den Astronauten zurückziehen (allerdings nicht, bevor dem Astronauten die Luft ausgeht).

Wenn Sie sich den Einfluss der Gezeiten des Mondes auf die Erde ansehen, können Sie sehen, dass die Ozeane zum Mond gezogen werden, das Land jedoch (relativ) stationär ist. Die Tatsache, dass die Gezeiten nur wenige Meter betragen, zeigt, dass die Erde weit außerhalb der Roche-Grenze des Mondes liegt (und natürlich ist die Roche-Grenze der Erde weiter entfernt als die des Mondes, sodass der Mond die Roche-Grenze der Erde lange vor Erreichen der Erde erreichen würde der Mond). Wenn sich der Mond zur Erde bewegen würde, würden die Gezeiten immer höher werden. Die Roche-Grenze des Mondes ist der Punkt, an dem die Gezeiten so hoch werden würden, dass das Wasser von der Erde weggerissen wird. Das Land würde noch etwas über diesen Punkt hinaus überleben, da die Kruste eine gewisse Steifheit aufweist, die über die bloße Anziehungskraft hinausgeht.

Zu Ihrer zweiten Frage: Es gibt eine Region, in der die Gezeitenkräfte größer wären als die interne Anziehungskraft, und eine Region, in der die innere Anziehungskraft größer wäre als die Gezeitenkräfte. Die Roche-Grenze ist die Grenze zwischen diesen beiden Regionen. Alles innerhalb der Roche-Grenze bildet die erstere Region, während alles außerhalb der Roche-Grenze die letztere darstellt.

Die Roche-Grenze gilt nur für Körper, die nur durch innere Anziehungskraft zusammengehalten werden.Kompakte Objekte wie künstliche Satelliten werden durch die viel stärkeren intermolekularen elektromagnetischen Kräfte zusammengehalten (dies ist ein weiterer Beweis dafür, wie schwach die Schwerkraft im Vergleich zum Elektromagnetismus ist).

Was Ihre zweite Frage betrifft: Die Roche-Grenze wird normalerweise als der Radius von einem Körper entfernt definiert, bei dem die Größe der Gezeitenkräfte genau der Größe der inneren Anziehungskraft des kleineren Körpers entspricht.Natürlich wird die Größe der Gezeitenkräfte bei weiteren Radien signifikant, und daher ist der Abstand, bei dem die Gezeitenkräfte signifikant werden, ein viel breiterer Bereich / Bereich

Die Roche-Grenze ist eine Grenze für Objekte, die durch ihre eigene Schwerkraft zusammengehalten werden.Satelliten werden von viel stärkeren Kräften zusammengehalten.Verschiedene Teile des Satelliten sind letztendlich durch chemische Bindungen verbunden, die elektromagnetisch sind.

Um andere Antworten zu ergänzen, sollten Sie auch berücksichtigen, dass künstliche Satelliten viel kleiner sind als natürliche Satelliten.Dies bedeutet, dass der Unterschied zwischen der Gravitationskraft an dem Punkt, der dem Planeten am nächsten liegt, und dem Punkt, der am weitesten vom Planeten entfernt ist, bei künstlichen Satelliten viel geringer ist.

Als ich ein Kind war, fragte ich mich auch, warum künstliche Satelliten innerhalb der Roche-Grenze nicht durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen wurden.

Als ich ein Kind war, fragte ich mich auch, ob ein Körper innerhalb der Roche-Grenze durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen werden würde, und da sich die Erdoberfläche tief innerhalb der Roche-Grenze befindet, warum befinden sich nicht alle Objekte auf der Oberfläche? der Erde - einschließlich menschlicher Körper - durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen.

Da mein Körper nicht durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen wurde, muss die Aussage, dass alle Körper innerhalb der Roche-Grenze durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen wurden, nicht korrekt sein. Daher muss die einfache Aussage, dass alle Körper innerhalb der Roche-Grenze durch Gezeitenkräfte auseinandergezogen werden, eine übermäßige Vereinfachung sein, wie angegeben.

Da solche Aussagen jedoch in Sachbüchern gemacht wurden, schien es wahrscheinlich, dass sie nicht völlig falsch waren. Daher erwartete ich, dass ich irgendwann in der Zukunft eine umfassendere und komplexere Darstellung der Roche-Grenze lesen würde, die die scheinbaren Paradoxien erklären würde.

Und ich habe es getan. Schließlich erfuhr ich, dass die Roche-Grenze kein einziger absoluter Abstand war, sondern mit den Größen, Massen und Dichten der größeren und kleineren Objekte variierte. Ich habe auch erfahren, dass die Roche-Grenze nur für Objekte gilt, die nur durch ihre innere Anziehungskraft zusammengehalten werden, und nicht für Objekte wie künstliche Satelliten oder menschliche Körper.

Die Frage, warum das Roche-Limit nicht für meinen menschlichen Körper gilt, war ein Beispiel für die Verwendung von reductio ad absurdum , um zu zeigen, dass eine Aussage eine übermäßige Vereinfachung einer komplexeren Situation darstellt.

Warum werden künstliche Satelliten nicht durch die Gravitationskräfte der Erde auseinandergerissen?

Kurz gesagt, die Teile eines Satelliten werden durch chemische, molekulare Bindungen zusammengehalten, die im Vergleich zu den Gezeitenkräften, die für Objekte von der Größe künstlicher Satelliten schwach sind, und Schwerkraftquellen die Stärke der Erde stark sind.

Eine Gezeitenkraft ist der Unterschied in der Anziehungskraft zwischen zwei Entfernungen von einer Gravitationsquelle. Bei einem kleinen Objekt wie einem natürlichen Satelliten, das nur wenige Meter entfernt ist, variiert die Schwerkraft zwischen dem nächsten und dem entferntesten Punkt nur dann stark, wenn Sie von einer extrem engen Umlaufbahn eines Neutronensterns oder eines Schwarzen Lochs sprechen. P. >

Zum Beispiel ist die ISS 100 m entlang ihrer längsten Achse. Angenommen, die Achse steht senkrecht zur Erdoberfläche. Befindet sich der der Erde am nächsten gelegene Punkt 400 km von der Oberfläche entfernt, beträgt der am weitesten entfernte Punkt daher 400,1 km. Die Erde hat jedoch einen Radius von 5371 km, sodass die Entfernung vom Zentrum (von dem die Schwerkraft "zu kommen scheint") 5771 km und 5771,1 km beträgt.

Die Schwerkraft fällt bei 1 / (Quadrat im Abstand) ab, sodass der Unterschied in der Schwerkraft (1 / (5771 ^ 2)) / (1 / (5771.1 ^ 2)) beträgt. Das ist ein Unterschied von 3 * 10 ^ -8 oder 0,000003%.

Die Schwerkraft an der Erdoberfläche beträgt 1 G, was einer Masse von 1 kg 9,8 N (Newton) entspricht (was Sie fühlen, wenn Sie 1 kg auf der Erdoberfläche halten). In 400 km Höhe wäre es 9,8 * 5371 / (5371 + 400)) ^ 2 = 8,4 N. Wenn Sie also an jedem Ende eines 100 m langen Seils in dieser Höhe sogar 1.000.000 kg hatten, 1.000.000 * 8,4 N * 0,000003% = 0,25 N, würden Sie Ihrer Meinung nach jetzt 25 g Münzen aufheben. (Ungefähr 5 Nickel.)

Sogar ein menschliches Haar ist stark genug, um 25 g an der Erdoberfläche zu halten, und außerdem sind Satelliten nicht so schwer und weitaus stärker als ein Haar.