Закони руху планет Кеплера

Закони руху планет Кеплера

Три важливих закони, що описують рух планет були сформульовані Йоганном Кеплером.

Фізика

Ключові слова

Кеплер, планетарний рух, точка фокусу, еліпс, радіус-вектор, орбітальний період, планета, Сонячна система, Гравітація, серцево-судинна система, механіка, Астрономія, астроном, Фізика

Пов'язані об'єкти

Сцени

Перший закон

  • мала вісь
  • головна вісь
  • фокальна точка 1 - Для всіх точок еліптичної орбіти сума їх відстаней від двох фокальних точок постійна.
  • фокальна точка 2 - Для всіх точок еліптичної орбіти сума їх відстаней від двох фокальних точок постійна.

Перший закон Кеплера: Всі планети обертаються навколо Сонця еліптичними орбітами, в одному з фокусів в яких перебуває Сонце (всі орбіти планет і тіл Сонячної системи мають один спільний фокус, в якому, власне, і розташовано Сонце).

Кеплер опублікував свій перший закон в 1609 році заперечивши більш ніж 2000-річне переконання, що орбіти були ідеальними колами. Ця доктрина викликала серйозні проблеми, як в геоцентричної системі Птолемя так і в геліоцентричній моделі, висунутої Коперником: в цих моделях, в їх описі руху небесних об'єктів, передбачався складний рух планет як суму їх рівномірних кругових рухів. Відмова від ідеї кругових орбіт планет на користь еліптичних спростило тулмачення руху небесних тіл.

Другий закон

  • радіус-вектор
  • A₁ - Радіус-вектор планети (тіла Сонячної системи) за рівні проміжки часу описує рівновеликі площі.
  • A₂ - Радіус-вектор планети (тіла Сонячної системи) за рівні проміжки часу описує рівновеликі площі.
  • фокальна точка 1 - Для всіх точок еліптичної орбіти сума їх відстаней від двох фокальних точок постійна.
  • фокальна точка 2 - Для всіх точок еліптичної орбіти сума їх відстаней від двох фокальних точок постійна.

Другий закон Кеплера: Радіус-вектор планети (тіла Сонячної системи) за рівні проміжки часу описує рівновеликі площі. Тобто планета рухається навколо Сонця нерівномірно. В перегілії (найближча до Сонця точка орбіти) лінійна швидкість більша ніж в афелії (найбільш віддалена точка орбіти.

Швидкість Землі в перегілії складає 30,29 км/сек, в той час як в афелії 29,29 км/сек. Орбіта Меркурія більш ексцентрична, саме тому його орбітальна швидкість в перегілії 58,98 км/сек, а в афелії 38,86 км/сек.

Третій закон

  • головна вісь (a₁) - Для простоти ми вибрали еліптичні орбіти, головні осі яких знаходяться на одній лінії. У Сонячній системі це не так, але це не змінює дію третього закону Кеплера.
  • головна вісь (a₂)

Третій закон Кеплера: Квадрати зоряних періодів обертання планет відносяться, як куби великих півосей їхніх орбіт. Це означає, що чим дальше від Сонця знаходиться планета тим більше часу займає її повний оберт.

Меркурій - найближча планета до Сонця, його орбітальний оберт складає 88 земних діб. Період обертання Землі складає 365 днів, а повний оборот Нептуна, найвіддаленішої планети Сонячної системи, складає більше ніж 160 земних років.

В формуванні 3-го закону Кеплера, замість поняття великих осей використовується поняття великих напівосей, але це не міняє його силу.

Кеплер в своїх законах, що базуються на інформації астрономічних вимірів Тихо Браге, обгрунтував небесну механіку. Три закони Кеплера стали фундаментом для закону всесвітнього тяжіння Ісаака Ньютона, що пояснювало фізику руху планет.

Сонячна система

  • Сонце
  • Меркурій - Середня відстань від Сонця: 57 909 176 км Орбітальний ексцентриситет: 0,206 Орбітальний період: 87,97 днів
  • Венера - Середня відстань від Сонця: 108 200 000 км Орбітальний ексцентриситет: 0,0068 Орбітальний період: 224,7 дня
  • Земля - Середня відстань від Сонця: 149 600 000 км Орбітальний ексцентриситет: 0,0167 Орбітальний період: 365,25 днів
  • Марс - Середня відстань від Сонця: 227 936 637 км Орбітальний ексцентриситет: 0,093412 Орбітальний період: 1,88 року
  • Юпітер - Середня відстань від Сонця: 778 300 000 км Орбітальний ексцентриситет: 0,048 Орбітальний період: 11,86 років
  • Сатурн - Середня відстань від Сонця: 1 426 725 413 км Орбітальний ексцентриситет: 0,054 Орбітальний період: 29,46 років
  • Уран - Середня відстань від Сонця: 2 871 000 000 км Орбітальний ексцентриситет: 0,047 Орбітальний період: 84,01 років
  • Нептун - Середня відстань від Сонця: 4 504 300 000 км Орбітальний ексцентриситет: 0,0086 Орбітальний період: 164,79 років

Переказ

Пов'язані об'єкти

Розвиток небесної механіки

Анімацію присвячено видатним астрономам та фізикам, чиї досягнення змінили наші уявлення про Всесвіт.

Космічний телескоп "Кеплер"

Космічний телескоп "Кеплер" був запущений НАСА для пошуку придатних для життя землеподібних планет.

Телескопи

Ця анімація показує найбільш поширені оптичної і радіотелескопи, які використовується в астрономічних спостереженнях.

Сонячна система, oрбіти планет

Навколо Сонця по еліптичним орбітам обертаються 8 планет.

Розміри планет

Внутрішні планети Сонячної системи планет - земна група, а зовнішні планети - газові гіганти.

Оптичні прилади

Сьогодні, широко використовуються оптичні прилади, починаючи від мікроскопів до телескопів.

Невагомість

Космічний корабель під час руху знаходиться в стані постійного вільного падіння.

Венера

Венера є другою планетою від Сонця і другим за яскравістю, після Місяця, небесним тілом на нічному небі.

Цікаві факти астрономії

Ця анімація представляє деякі цікаві факти в області астрономії.

Космічні зонди "Вояджер"

Космічні апарати "Вояджер" вийшли за межі Сонячної системи. Вони ведуть випробування і заодно несуть з собою послання людства.

Типи штучних супутників

Штучні супутники, що обертаються навколо Землі використовуються як в мирних, так і у військових цілях.

Уран

Сьома від Сонця газова планета-гігант.

Сатурн

Друга за розміром планета Сонячної системи, відома своєю системою кілець.

Земля

Земля — третя від Сонця планета Сонячної системи та єдина планета, на якій відоме життя.

Сонце

Діаметр Сонця більший ніж діаметр Землі приблизно у 109 разів і більшу частину його маси складає водень.

Юпітер

Юпітер - найбільша планета Сонячної системи, вона в два з половиною рази перевищує масу всіх інших планет.

Марс

На червоній планеті ведуться пошуки води і слідів життя.

Нептун

Зовнішня планета в Сонячній системі, найменша газова планета.

МКС (Міжнародна Космічна Станція)

Міжнародна космічна станція є заселеним супутником, який був сконструйований у співпраці з 16 країнами.

Меркурій

Найближча до Сонця планета і одночасно найменша планета Сонячної системи.

Комети

Комети - яскраві небесні тіла, які обертаються навколо Сонця.

Політ в космос Юрія Гагаріна (1961)

12 квітня 1961 року, Юрій Гагарін став першою людиною яка побувала в космосі.

Місія "Нові горизонти" (New Horizons)

Космічний зонд "Нові горизонти" було запущено в 2006 з метою дослідження планети Плутон і пояса Койпера.

Місія "Світанок" (Dawn)

Дослідження астероїда Веста і карликової планети Церери дозволить отримати інформацію про ранній період розвитку Сонячної системи та формування...

Система Плутон - Харон

Харон - найбільший супутник карликової планети Плутон.

Спейс Шаттл ("космічний човник")

Американські багаторазові космічні кораблі НАСА, що призначалися для транспортування людей.

Космічний телескоп Хаббл

На роботу космічного телескопа "Хаббл" не впливає атмосфера Землі.

Програма дослідження Марса

Космічні зонди та марсоходи досліджують структуру Марса та можливі сліди життя.

Гравітаційні хвилі (обсерваторія LIGO)

Масивні тіла, що рухаються з колосальним прискоренням чи по орбіті, утворюють брижі у метриці простору-часу. Саме їх називають гравітаційними хвилями.

Супутник-1 (1957)

Виготовлений у Радянському Союзі супутник це перший космічний апарат, який запустили у космос (жовтень 1957 років).

Термоядерний реактор

Термоядерний синтез є практично необмеженим джерелом енергії.

Added to your cart.