Почему движение планет происходит не в точности по законам кеплера ответ кратко
Обновлено: 04.07.2024
На самом деле, действительно, движение планет происходит несколько не так, как трактуют некоторые законы известного немецкого математика и астронома Иоганна Кеплера, а все дело в том, что этому есть три основные причины:
- все планеты, находящиеся в Солнечной системе, движутся петлеобразно,
- каждая из планет испытывает на себе возмущение другой планеты,
- в Солнечной системе, достаточно большое многообразие планет, и каждая из них имеет не по одному спутнику.
Если говорить о законах Кеплера, то они были для солнца и планеты, также не было учтено влияние некоторых факторов. В солнечной системе есть большое количество планет, а также многие обладают своими спутниками. В свою очередь, каждая планета испытывает возмущение другой планеты.
Немецкий учёный Иоганн Кеплер открыл три закона движения планет. И они называются законами Кеплера.Каждая планета двигается по эллипсу, в котором находится солнце. Как он сказал что каждая планета двигается в плоскости, и проходит через солнце. Чтобы создать закон Кеплер положил около двух тысяч лет господству догматической веры.
Наверняка я не знаю, так как знать можно, отталкиваясь лишь от личного опыта. Но могу предположить, что есть такие планеты. но разумность это понятие относительное. Отличие разумности зависит от строения мозга существа и наличия определённых частей мозга. у многих животных не так сильно выделены определённые доли мозга, как у человека. То есть - если они более разумны, чем люди, то у них более ложная структура мозга, и они и более потребительские и более жалостливые, то есть - одни такие. другие - другие, как и люди разные. А если они менее разумные, то они менее потребительские и менее жалостливее. Во всех системах жизни есть равновесие, а там где нет равновесия, там нет систем жизни.
Земля названа не в честь бога просто потому, что когда Земле и планетам давали имена, никто ещё не догадывался, что Земля - это тоже планета, одна из планет. О Солнечной системе тоже понятия не было ни у кого. Земля противопоставлялась всем небесным объектам - планетам, звёздам, Луне, Солнцу. Принципиальной разницы между планетами (кроме Земли) и звёздами тоже никто не понимал - их различали только по траекториям движения по небесному своду.
Ровно с тем же правом моэно спросить, как на других планетах отсчитывать расстояние или массу. Ведь 1 метр изначально определялся как одна десятимиллионная четверти дины Париского мередиана. Что, метр на других планетах тоже будем переопределять?
Единица измерения возраста (год) вполне надёжно выражается через другие "нормальные" единицы. Напиример. секунду. Так что биологичекий возраст, хоть где, по-прежнему можно будет выражать в земных годах. И только когда (если. ) там появится своя цивилизация, и в ней сменится несколько поколений поселенцев, - тогда они смогут вернуться к вопросу о переопределении своего года.
Юпитер- газовый гигант с огромной силой гравитации.Если бы он имел массу побольше, у на была бы двойная сонечная система.Еще он спасает нас от комет и астероидов.На его поверхности очень быстрые ветра.Пятно на фото- буря, которая продолжается три сотни лет и размером с четыре земли.У Юпитера на данный момент открыто много спутников, около 70, но большее число из них как астероиды.Наиболее известны галилеевы спутники:Ио, Европа, Ганимед, Калисто.Ещё у него есть система колец, но она тонкая и почти не видна.
Из-за взаимных гравитационных возмущений и релятивистских эффектов, таких, как аномальная прецессия орбиты, например, полностью объясняемых общей теорией относительности Эйнштейна.
Дело в том, что законы Кеплера были для двух тел (солнца и планеты). Но не были учтены влияние некоторых факторов. Например что в солнечной системе большое разнообразие планет и многие имеют свои спутники. А каждая планета испытывает на себе возмущение другой планеты.
Дополнение. Законы Кеплера — это эмпирические законы, полученные Кеплером из его наблюдений тех времён. В рамках. Читать дальше
Я с детства хотел понять что за место такое Вселенная. Лишь с долгими годами усердных. · 26 янв 2020 ·
Движение объектов в космосе описывается законами Ньютона, движение объектов в пределах постоянной Планка - описывается законами квантовой механики.
Радиоинженер(Радиосвязь, электро-радионавигация) В свободное время ремонтирую различную эл. · 16 нояб 2018
Законы Иоганна Кеплера(нем. Johannes Kepler) по своей сути являются эмпирическими (нем. Johannes Kepler), так как они были выведены путём произведенного анализа наблюдений другого великого астронома - Тихо Браге и кроме того. в то время Ньютон еще не открыл свою великую теорию тяготения во многом изменившую современную астрономию. То есть, во времена Кеплера. Читать далее
Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!
Суррикат Мими
Лучший ответ:
Онтонио Веселко
Только в изолированной системе двух тел движение может происходить в точности. В Солнечной системе вызывают возмущения другие планеты, поэтому движение только приближенно описывается законами И.Кеплера
Вы можете из нескольких рисунков создать анимацию (или целый мультфильм!). Для этого нарисуйте несколько последовательных кадров и нажмите кнопку Просмотр анимации.
На этом уроке мы с вами вспомним формулировку закона всемирного тяготения. Узнаем, почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера. Поговорим о приливах и их влиянии на космические тела. А также научимся определять массы небесных тел.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Движение небесных тел под действием сил тяготения"
Чтобы найти ответы на эти вопросы, вспомним, что любое материальное тело, если оно ничем не поддерживается, падает её на поверхность. И пока наша планета считалась центральным телом мироздания, проявление силы тяжести рассматривалось лишь как земное явление. Однако открытия Коперника и его последователей показали, что Земля — это обычная планета, которая движется вокруг Солнца точно так же, как и другие планеты. В связи с этим некоторые учёные выдвинули предположение о том, что сила тяжести присуща не только Земле, но и другим небесным телам.
После появления гелиоцентрической системы мира и законов Кеплера, а также закона инерции Галилея, учёными была сформулирована важная механическая задача о построении траектории планеты.
Первым, кто попытался её решить, был Роберт Гук. В основе его решения лежало три предположения. Первое заключалось в том, что сила притяжения небесных тел направлена к их центру. При этом будут притягиваться не только части небесного тела, но и другие небесные тела, находящиеся в сфере действия силы.
Второе предположение вытекало из закона инерции Галилея: любое тело, участвующее в прямолинейном движении, будет двигаться по прямой до тех пор, пока не отклонится в своём движении другой действующей силой и не будет вынуждено описывать круг, эллипс или другую сложную траекторию.
И наконец, Гук предположил, что силы притяжения действуют тем больше, чем ближе тело, на которое они действуют, к центру притяжения.
Спустя десять лет английский астроном Эдмунд Галлей показал, что сила притяжения убывает пропорционально квадрату расстояния:
Все казалось предугаданным. Но механическая задача не была решена, поскольку учёным не хватало понятия массы и законов динамики, хотя они уже и были сформулированы Ньютоном. Невиданная способность выделять в сложности явлений физическую основу и математический гений Ньютона позволили ему решить эту задачу до конца.
Всем известна легенда о Ньютоне, яблоке и Луне. Но в её основе и скрыт гений Ньютона. Он размышлял примерно так: раз сила притяжения убывает пропорционально квадрату расстояния, то Луна, находящаяся от Земли на расстоянии примерно в 60 её радиусов, должна испытывать ускорение в 3600 раз меньше, чем ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли.
Если принять его равным 9,8 м/с 2 , то ускорение, которое сообщает Земля Луне, должно быть около 0,0027 м/с 2 .
С другой стороны, Луна, как и любое тело, движущееся по окружности, обладает ускорением, равным a = ω 2 r.
Если принять период обращения Луны вокруг Земли — 27,32 сут, а радиус Земли, равным 6400 км = 3,84 ∙ 10 8 м, то орбитальное ускорение Луны составит примерно те же 0,0027 м/с 2 .
О чём нам говорит равенство этих двух величин? Правильно, о том, что сила, удерживающая Луну на орбите, — это есть сила земного притяжения, только ослабленная в 3600 раз, по сравнению с действующей у поверхности нашей планеты.
Окончательно закон всемирного тяготения был опубликован Ньютоном в 1687 году. Напомним, что согласно этому закону, любые два тела притягивают друг друга силами, прямо пропорциональными произведению масс этих тел и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними:
Коэффициент пропорциональности G называют гравитационной постоянной.
Открытый Исааком Ньютоном закон всемирного тяготения не только позволил математически доказать кеплеровские законы, но и расширить их. В частности, Ньютон показал, что движение одного небесного тела в поле тяготения другого небесного тела происходит по одному из конических сечений: окружности, эллипсу, параболе или гиперболе:
Этот закон назвали первым обобщённым законом Кеплера.
Кстати, законы Кеплера строго выполняются только в случае рассмотрения движения двух изолированных тел, например Солнца и планеты, под действием их взаимного притяжения. Такое движение в астрономии называется невозмущённым.
Но вы знаете, что в нашей системе только больших планет 8. А ещё существуют карликовые планеты, а также множество малых планет, астероидов и комет. И все они взаимодействуют не только с Солнцем, но и друг с другом посредством сил всемирного тяготения. Поэтому реальное движение небесных тел не подчиняется законам Кеплера.
Отклонение в движении тел от законов Кеплера называется возмущениями. А реальное движение тел — возмущённым движением или претурбациями.
Однако эти возмущения невелики, так как масса Солнца во много раз превосходит массу всех тел солнечной системы вместе взятых. А самые большие возмущения в движение небесных тел вносит Юпитер, который более чем в 300 раз тяжелее Земли. Особенно заметны отклонения астероидов и комет при их прохождении вблизи данной планеты.
И хотя возмущения для крупных объектов не велики, их анализ позволяет довольно точно рассчитать массу и положение возмущающего тела. Самым ярким примером этому в истории астрономии стало открытие планеты Нептун на основе анализа возмущений, проявлявшихся в движении Урана.
Уран был открыт Уильямом Гершелем в 1781 году. Однако спустя полвека наблюдений было замечено, что движение Урана не согласуется с расчётным, даже при учёте возмущений всех известных к тому времени планет. Это дало основания предполагать, что за орбитой Урана должна существовать ещё одна крупная планета. На основе этого предположения была вычислена её орбита и определено положение на небе. 23 сентября 1846 года Иоганн Галле обнаружил восьмую планету Солнечной системы примерно в том месте, на которое указывали расчёты.
Ещё одним примером проявления возмущающей силы являются приливы и отливы. Эти два явления, известные человечеству с незапамятных времён, получили объяснения лишь на основе закона всемирного тяготения. Чтобы понять, почему наблюдаются приливы и отливы, рассмотрим простую ситуацию: есть Земля, Луна и три точки, две — находятся на поверхности Земли, а третья — в её центре. Луна под действием силы своего притяжения будет сообщать этим точкам ускорение. Но так как они расположены на разном расстоянии от неё, то приобретаемые ими ускорения будут различны.
Разность ускорений, вызываемых притяжением другого тела в данной точке и в центре планеты, называется прили́вным ускорением.
Прили́вные ускорения в точках А и В направлены от центра Земли. Вследствие этого оболочки Земли, и в первую очередь водная, вытягиваются в обе стороны по линии, которая соединяет центры Луны и Земли. Иными словами, в этих местах на планете наблюдается прилив. А вдоль круга, плоскость которого перпендикулярна этой линии, на Земле происходит отлив.
Из-за суточного вращения Земли и вследствие тяготения Луны между огромными массами воды, участвующей в приливных явлениях, и дном океана возникает приливное трение. Оно тормозит вращение Земли и вызывает увеличение продолжительности суток на 0,0014 секунды за 100 лет. Тот же эффект затормозил вращение Луны, и теперь она обращена к нам одной стороной.
Одной из важнейших характеристик небесного тела является его масса. Закон всемирного тяготения позволяет определять массу небесных тел, в том числе и массу Земли. Из физики вам известно, что на тело вблизи поверхности Земли действует сила тяжести
.
Если тело движется только под действием силы тяжести, то, зная значение ускорения свободного падения и используя закон всемирного тяготения, можно получить формулу для определения массы нашей планеты:
Подставив в неё известные значения величин и проведя простые вычисления, получим, что масса Земли примерно равна 6 · 10 24 килограммам.
Таким образом, зная радиус небесного тела и ускорение свободного падения на нём, можно определить и его массу.
Однако, согласитесь, очень трудно, а порой и невозможно, напрямую рассчитать ускорение свободного падения вблизи поверхности какой-нибудь планеты. Но есть ещё один способ. Рассмотрим его. Итак, пусть у нас есть два тела, взаимодействующих друг с другом силами тяготения и обращающиеся вокруг общего центра масс на известных расстояниях от него с периодом Т.
Записанную формулу называют третьим обобщённым законом Кеплера: квадраты сидерических периодов спутников, умноженные на сумму масс главного тела и спутника, относятся как кубы больших полуосей орбит спутников.
Для примера давайте с вами определим массу нашей звезды (в массах Земли), если известно среднее расстояние от Земли до Солнца и от Земли до Луны, а также периоды обращения Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли.
Астрономия конца XVI века отмечает столкновение двух моделей нашей Солнечной системы: геоцентрическая система Птолемея – где центром вращения всех объектов является Земля, и гелиоцентрическая система Коперника – где Солнце является центральным телом.
Модель Солнечной системы Клавдия Птолемея
В начале XVII века немецкий астроном Иоганн Кеплер, изучая систему Николая Коперника, а также анализируя результаты астрономических наблюдений датчанина Тихо Браге, вывел основные законы относительно движения планет. Они были названы как Три закона Кеплера.
Первый закон Кеплера
Иоганн Кеплер отметил, что планета движется по эллиптической орбите вокруг Солнца таким образом, что Солнце располагается в одном из двух фокусов эллипса, что и стало первым законом движения планет.
Первый закон Кеплера
Второй закон Кеплера
Проведем радиус-вектор от Солнца, которое располагается в одном из фокусов эллипсоидной орбиты планеты, к самой планете. Тогда за равные промежутки времени данный радиус-вектор описывает равные площади на плоскости, в которой движется планета вокруг Солнца. Данное утверждение является вторым законом.
Второй закон Кеплера
Третий закон Кеплера
Каждая орбита планеты имеет точку, ближайшую к Солнцу, которое называется перигелием. Точка орбиты, наиболее удаленная от Солнца, называется афелием. Отрезок, соединяющий эти две точки называется большой осью орбиты. Если разделить этот отрезок пополам, то получим большую полуось, которую чаще используют в астрономии.
Основные элементы эллипса
Третий закон движения планет Кеплера звучит следующим образом:
Отношение квадрата периода обращения планеты вокруг Солнца к большой полуоси орбиты этой планеты является постоянным, и также равняется отношению квадрата периода обращения другой планеты вокруг Солнца к большой полуоси этой планеты.
Также иногда записывают другое отношение:
Одна из записей третьего закона
Дальнейшее развитие
И хотя законы Кеплера имели относительно невысокую погрешность (не более 1%), все же они были получены эмпирическим способом. Теоретическое же обоснование отсутствовало. Данная проблема позже была решена Исааком Ньютоном, который в 1682-м году открыл закон всемирного тяготения. Благодаря этому закону удалось описать подобное поведение планет. Законы Кеплера стали важнейшим этапом в понимании и описании движения планет.
Читайте также: