Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

Тогда, определив большую полуось (а), мы найдем среднее годичное расстояние планеты до Солнца:
[pic]Рис.3.Площади, описываемые радиус-вектором планеты

[pic].

Cреднее гелиоцентрическое расстояние Земли от Солнца равно 149,6 млн. км. Эта величина называется астрономической единицей и принимается за единицу измерений расстояний в пределах Солнечной системы.

Согласно второму закону Кеплера радиус-вектор планеты описывает площади, прямо пропорциональные промежуткам времени. Если обозначить через S1 площадь перигелийного сектора (рис. 3), а через S2 – площадь афелийного сектора, то их отношение будет пропорционально временам (t1 и (t2, за которые планета прошла соответствующие отрезки дуг орбиты: [pic].

Отсюда следует, что секториальная скорость : [pic] величина постоянная.

Время, в течение которого планета сделает полный оборот по орбите, называется звездным, или сидерическим периодом Т (рис. 3). За полный оборот радиус-вектор планеты опишет площадь эллипса:

[pic].

Поэтому секториальная скорость : [pic] оказывается наибольшей в перигелии, а наименьшей – в афелии. Используя второй закон, можно вычислить эксцентриситет земной орбиты по наибольшему и наименьшему суточному смещению Солнца по эклиптике, отражающему движение
Земли . Земля в перигелии пребывает в начале января (hmax = 61(), а в афелии в начале июля (hmax = 57(). По второму закону Кеплера скорость Земли в афелии и перигелии определяется из выражений: [pic]; [pic].

Таким образом, орбита Земли лишь ненамного отличается от окружности.

Найденные из наблюдательной астрономии законы Кеплера показали, что
Солнечная система представляет собой механическую систему с центром, находящимся в солнечной массе.

Законы Кеплера послужили Ньютону основой для вывода своего знаменитого закона всемирного тяготения, который он сформулировал так: каждые две материальные частицы взаимно притягиваются с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Математическая формулировка этого закона имеет вид: [pic], где M и m – взаимодействующие массы, r – расстояние между ними; G – гравитационная постоянная. В системе СИ G = 6,672(10-11 м3(кг-1(с-2.
Физический смысл гравитационной постоянной заключается в следующем: она характеризует силу притяжения двух масс весом в 1 кг каждая на расстоянии в
1 м. Величина G впервые была определена в 1798 г. английским физиком
Кавендишем с помощью крутильных весов.

Закон Ньютона решил задачу о характере действия силы, управляющей движением планет. Это сила тяготения, создаваемая центральной массой
Солнца. Именно эта сила не дает планетам разлететься, а сохраняет их в связной системе последовательных орбит, по которым как на привязи сотни миллионов лет кружатся большие и малые планеты.
Воспользуемся законом тяготения и определим массу Земли, полагая, что взаимодействуют две массы – Земли (М) и некоторого тела, лежащего на ее поверхности. Сила притяжения этого тела определяется законом Ньютона:
[pic].
Но одновременно из второго закона механики эта же сила равна произведению массы на ускорение:

[pic],

где g – ускорение силы тяжести; R – радиус Земли.Приравнивая правые части выражений: [pic], найдем выражение для определения массы Земли: [pic]
Подставив известные значения G = 6,672(10-11 м3(кг-1(с-2, g = 9,81 м/с2, R
= 6,371(106 м, в итоге получим MЗ = 5,97(1024 кг, или в граммах: M3 =
5,97(1027 г. Такова масса Земли.

В настоящее время для более точного определения массы и фигуры планет и их спутников используются параметры орбиты искусственных спутников, запускаемых с Земли.

Орбитальные характеристики планет.

Физические условия на поверхности каждой из девяти планет всецело определяются их положением на орбите относительно Солнца. Ближайшие к светилу четыре планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – имеют сравнительно небольшие массы, заметное сходство в составе слагающего их вещества и получают большое количество солнечного тепла, ощутимо влияющего на температуру поверхности планет. Две из них – Венера и Земля – имеют плотную атмосферу, Меркурий и Марс атмосферы практически не имеют.

Планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно удалены от
Солнца, имеют гигантские массы и плотную мощную атмосферу. Все они отличаются высокой осевой скоростью вращения. Солнечное тепло почти не достигает этих планет. На Юпитере оно составляет 0,018(103 Вт/м2, на
Нептуне – 0,008(103 Вт/м2.

Большая часть массы вещества Солнечной системы сосредоточена в самом
Солнце – более 99%. На долю планет приходится менее 1% общей массы.
Остальное вещество рассеяно в астероидах, кометах, метеоритах, метеорной и космической пыли.

Все планеты имеют сравнительно небольшие размеры и в сравнении с расстояниями между ними их можно представлять в виде материальной точки. Из курса физики известно, что произведение массы тела на его скорость называется импульсом: [pic], а произведение радиуса-вектора на импульс – моментом импульса:
[pic].

Из приведенного выражения видно, что скорость V движения планеты по эллиптической орбите меняется вместе с изменением радиуса-вектора r. При этом на основании второго закона Кеплера имеет место сохранение моментов импульса: [pic].
Видно, что при увеличении r1 скорость V1 должна уменьшаться, и наоборот
(масса т планеты неизменна). Если выразить линейную скорость V через угловую скорость ( : [pic], то выражение для момента импульса планеты примет вид: [pic].

Из последней формулы следует, что при сжатии вращающихся систем, т. е. при уменьшении r и постоянстве т, угловая скорость вращения ( неизбежно возрастает.

В таблице приведены орбитальные параметры планет. Хорошо видно, как по мере возрастания радиуса орбиты (гелиоцентрического расстояния) уменьшается период обращения и, следовательно, скорость движения планет.

Орбитальные параметры планет Солнечной системы.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: сочинение татьяна, решебник по русскому класс.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата