Номер 9, страница 8 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

9. Несмотря на гравитационное притяжение к Земле, пыль удерживается над ее поверхностью в течение длительного времени. На Луне гравитационное притяжение значительно слабее, тем не менее пыль, поднятая над поверхностью Луны, сравнительно быстро оседает. Поясните эти факты.

Данные факты объясняются наличием плотной атмосферы на Земле и её практическим отсутствием на Луне. На поведение пылинок влияют не только гравитационные силы, но и силы со стороны окружающей среды.

На Земле на частицы пыли, помимо силы тяжести, действуют силы со стороны атмосферы:

1. Сила сопротивления воздуха. Эта сила противодействует движению пылинки и замедляет её падение. Для мелких частиц эта сила может быть сравнима по величине с силой тяжести, что приводит к очень медленному оседанию.

2. Воздушные потоки. Это наиболее значимый фактор. Атмосфера Земли находится в постоянном движении из-за неравномерного нагрева поверхности Солнцем. Восходящие конвективные потоки, ветер и турбулентность создают подъёмные силы, которые подхватывают мелкие частицы пыли и удерживают их во взвешенном состоянии на протяжении длительного времени, эффективно противодействуя гравитации.

На Луне атмосфера практически отсутствует (вакуум). Поэтому, когда пыль поднимается над поверхностью, на неё не действуют ни сила сопротивления, ни воздушные потоки. Единственной существенной силой, влияющей на движение пылинок, является гравитационное притяжение Луны. В результате каждая частица движется по баллистической траектории — как камень, брошенный в вакууме. Она поднимается на определённую высоту, а затем под действием гравитации падает обратно на поверхность. Отсутствие поддерживающих сил приводит к тому, что пыль оседает очень быстро, несмотря на более слабую гравитацию.

Ответ: На Земле пыль долгое время удерживается над поверхностью благодаря сопротивлению воздуха и, в основном, восходящим воздушным потокам (ветру, конвекции), которые противодействуют силе тяжести. На Луне практически нет атмосферы, поэтому на поднятую пыль действует только гравитация, заставляя её быстро оседать по баллистической траектории.