원형 궤도에서 행성의 움직임

소개

균일 한 원형 운동으로 움직이는 신체는 일정한 중심 가속도를 경험하며, 이는 방정식에 의해 주어진다. Newton의 제 2 법칙에 따르면이 가속도를 만들려면 힘이 필요합니다. 궤도 행성의 경우 작업중인 힘은 중력입니다. 태양의 중력 매력은 지구에서 내부 (중심) 힘으로 작용합니다. 궤도 운동의 중심 가속도는이 힘에 의해 발생합니다.

이러한 원리를 수치 적으로 설명하기 전에 신체를 일정한 속도 궤도에 유지하기 위해 힘이 필요한 이유를 이해하는 것이 도움이됩니다. 그 이유는 행성의 속도가 항상 궤도에 접하는 것이기 때문입니다. 중력이 없으면 지구는 뉴턴의 첫 번째 관성 법칙에 순종하고 속도 방향으로 일정한 속도로 직선으로 날아갈 것입니다. 행성의 관성 경향은 중력의 힘에 의해 극복되어 궤도에 보관합니다.

균일 한 원형 운동의 몸체는 항상 방정식에 의해 주어진 중심 가속도를 경험합니다 (40). 뉴턴의 제 2 법에 따르면,이 가속을 만들려면 힘이 필요합니다. 태양의 중력 매력은 지구에서 내부 (중심) 힘으로 작용합니다. 이 힘은 궤도 운동의 중심 가속도를 유발합니다.

Johannes Kepler는 Tycho Brahe가 얻은 정확한 데이터를 사용하여 알려진 모든 행성과 달의 하늘의 위치를 ​​철저히 평가하여 정기적으로 위치를 계산했습니다. 그는이 연구를 바탕으로 세 가지 규칙을 만들었습니다.이 부분에서 논의 할 것입니다.

케플러의 법칙

행성의 운동 규칙 Johannes Kepler가 설립 한 것과 같습니다.

1. 모든 행성의 궤도는 타원입니다.
2. 같은 시간 간격으로 태양과 행성 사이의 선이 같은 양의 영역을 휩쓸고 있습니다.
3. 행성의 반대축 축의 큐브는 궤도 기간의 제곱에 직접 비례합니다.

Kepler의 첫 번째 법칙의 가장 일반적인 적용은 가장 안정적인 원형 궤도의 기하학을 정확하게 특성화하는 것입니다 : 다른 물건이 화를 내지 않는 한 타원. 혜성이나 다른 물체가 쌍곡선 경로를 갖는 것으로 감지되면 Kepler의 첫 번째 법칙은 행성과 충돌 할 때까지 한 번만 태양을 방문 할 것이라고 말합니다.

Kepler의 규칙은 스타 시스템 및 외계 행성뿐만 아니라 자연 및 인공 위성의 움직임에 적용됩니다. 물론, 법은 Kepler에 의해 공식화 된 많은 행성의 중력 상호 작용 (섭동 효과)을 고려하지 않습니다. 상호 매력 하에서 두 개 이상의 신체의 움직임을 안정적으로 예측하는 기본 도전은 매우 어렵다. 3 바디 문제에 대한 분석 솔루션은 몇 가지 예외적 인 경우에만 가능합니다. Kepler의 법칙은 중력력뿐만 아니라 다른 모든 역 제곱 법률 세력뿐만 아니라 원자 내의 전자기적 힘에도 적용됩니다.

Kepler의 세 번째는 두 개의 상호 회전 객체의 질량과 궤도 매개 변수 계산 사이의 상관 관계를 평가합니다. 더 큰 별을 공전하는 작은 별의 가능성을 연구하십시오. 두 별은 바리 센터로 알려진 공유 된 대량 센터 주위를 돌립니다. 이것은 관련된 것들의 크기 나 질량에 관계없이 유지됩니다. 먼 별과 연결된 행성 시스템을 발견하는 한 가지 방법은 거대한 행성으로 바리 센터 주변의 스타의 움직임을 측정하는 것입니다.

이 원칙들은 행성의 운동의 2 차원 표현에 적용됩니다. 궤도를 설명하는 데 필요한 전부입니다. 공간을 가로 지르는 태양의 통과는 3 차원 운동의 표현에 포함될 것입니다.