Надо Знать![]() | Законы КеплераПлан:
ВведениеЗаконы Кеплера - три эмпирические зависимости, описывающие движение планет вокруг Солнца. Назван в честь немецкого астронома Иоганнес Кеплера, открывшего их путем анализа наблюдений движения Марса вокруг Солнца, осуществленных датским астрономом Тихо Браге. 1. Первый закон КеплераВсе планеты вращаются вокруг Солнца эллиптическими орбитами, в одном из фокусов которых находится Солнце (все орбиты планет и тел Солнечной системы имеют один общий фокус, в котором, собственно, и расположено Солнце). Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием, а дальняя от него точка - афелием. Степень вытянутости эллипса характеризуется его эксцентриситетом. Эксцентриситет равен отношению расстояния фокуса от центра к длине большой полуоси (среднего расстояния планеты до Солнца). Когда фокусы и центр совпадают, эллипс превращается в окружность. Орбиты планет - эллипсы, мало отличающиеся от цепей, их эксцентриситеты малы. Например, эксцентриситет орбиты Земли е = 0,017. 2. Второй закон КеплераРадиус-вектор планеты (тела Солнечной системы) за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Линейная скорость движения планеты неодинакова в разных точках ее орбиты: чем ближе планета к Солнцу, тем больше ее скорость. Скорость движения планеты в перигелии наибольшая, а в афелии - наименьшая. Однако площадь, которую "заметает" радиус-вектор за определенный промежуток времени, не зависит от того, в какой части орбиты находится планета. Площадь, которую "заметает" радиус вектор в единицу времени называется секторной (сегментной) скоростью. Таким образом, второй закон Кеплера количественно определяет изменение скорости движения планеты по орбите. С точки зрения классической механики, второй закон Кеплера является проявлением закона сохранения момента импульса. 3. Третий закон КеплераКвадрат периода вращения планеты вокруг Солнца прямо пропорционален кубу большой полуоси эллипса. В отличие от двух первых законов Кеплера, касающиеся свойств орбиты каждой отдельно взятой планеты, третий закон связывает свойства орбит разных планет между собой. Если периоды обращения двух планет Этот закон Кеплера связывает средние расстояния планет от Солнца с их звездными периодами обращения и дает возможность установить относительные расстояния планет от Солнца, иначе говоря, позволяет подать большие полуоси всех планетных орбит в единицах большой полуоси земной орбиты. Большую полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу расстояний, но ее абсолютное значение было определено позже, лишь в XVIII веке. Отношение кубу полуоси к квадрату периода обращения является постоянной для всех планет Солнечной системы и зависит только от массы Солнца и гравитационной постоянной, как доказал позже Ньютон:
Таким образом, это соотношение позволяет "взвесить" Солнце. 4. Отклонения от законов КеплераС точки зрения физики, законы Кеплера описывают движение материальной точки вокруг неподвижного центра масс в пределах ньютоновской теории гравитации. На самом деле на движение планеты влияет сила тяжести не только со стороны Солнца, но и со стороны других планет. Солнце имеет конечную массу, а следовательно центр Солнца также движется вследствие притяжения планет. Кроме того, ньютоновская теория не учитывает эффекты, которые можно рассчитать только в рамках общей теории относительности. Перечисленные факторы приводят к возмущений - небольших отклонений фактического движения планет от законов Кеплера. См.. также
код для вставки Данный текст может содержать ошибки. скачать |