Как двигалась бы Луна, если бы исчезло тяготение между Луной и Землёй; если бы исчезла орбитальная скорость Луны?

Чтобы ответить на вопрос о движении Луны в двух гипотетических ситуациях — исчезновение тяготения между Луной и Землей, а также исчезновение орбитальной скорости Луны — важно разобрать основные физические законы, которые описывают движение небесных тел.

1. Природа гравитационного взаимодействия Гравитация — это сила притяжения, которая существует между любыми двумя телами, обладающими массой. Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном, гласит, что сила гравитации прямо пропорциональна произведению масс двух тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: $$ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}, $$ где $F$ — сила гравитации, $G$ — гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ — массы взаимодействующих тел, $r$ — расстояние между их центрами масс.

Луна находится в орбитальном движении вокруг Земли именно благодаря гравитационному взаимодействию между ними. Гравитационная сила Земли удерживает Луну на её орбите, препятствуя тому, чтобы она улетела в космос по прямой линии.

1. Орбитальная скорость и инерция Орбитальная скорость Луны — это скорость, с которой она движется по своей орбите вокруг Земли. С точки зрения механики, Луна находится в состоянии непрерывного падения на Землю из−за гравитационного притяжения. Однако, благодаря наличию орбитальной скорости, она "промахивается" мимо Земли, продолжая движение по замкнутой траектории.

Принцип действия орбитальной скорости связан с инерцией. Согласно первому закону Ньютона, тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения, если на него не действуют силы. В случае Луны, её скорость направлена по касательной к орбите, а гравитационная сила Земли направлена к её центру. В результате возникает орбитальное движение — Луна движется по закругленной траектории, так как направление её скорости постоянно меняется под действием силы притяжения.

1. Гипотетическая ситуация 1: исчезновение гравитации
   Если бы исчезло гравитационное взаимодействие между Луной и Землей, Луна больше не испытывала бы силы притяжения со стороны Земли. В отсутствие силы, меняющей направление её скорости, Луна продолжила бы двигаться по прямой линии, согласно первому закону Ньютона (закон инерции). Это движение происходило бы с той же скоростью, с какой Луна двигалась в момент исчезновения гравитации. Направление движения определялось бы касательной к орбите Луны на момент прекращения гравитационного взаимодействия. Фактически, Луна улетела бы в открытый космос.

2. Гипотетическая ситуация 2: исчезновение орбитальной скорости
   Если орбитальная скорость Луны внезапно исчезла, это означает, что она потеряла свою кинетическую энергию, связанную с движением. В таком случае Луна оказалась бы неподвижной относительно Земли на момент исчезновения скорости. Единственная сила, действующая на Луну, была бы сила гравитации, которая направлена к центру Земли. Под действием этой силы Луна начала бы падать на Землю. Процесс падения можно рассматривать как движение тела под действием силы притяжения, при этом оно бы ускорялось по мере приближения к Земле (согласно второму закону Ньютона, $F = ma$, где $a$ — ускорение Луны, вызванное гравитацией). Однако в реальной ситуации падение могло бы осложняться дополнительными факторами, такими как атмосферное сопротивление (если бы у Земли была атмосфера на таком расстоянии) или влияние других небесных тел.

3. Заключение
   Таким образом, две гипотетические ситуации существенно изменили бы динамику движения Луны. В первом случае (исчезновение гравитации) Луна двигалась бы по прямой линии, а во втором (исчезновение орбитальной скорости) она начала бы падать к Земле. Оба сценария иллюстрируют, как фундаментальные физические законы — гравитация, инерция и движение — определяют поведение небесных тел.