mecanica cereasca, Krugosvet Encyclopedia

mecanica cerească

mecanica cereasca, ramura de astronomie care se aplică legile mecanicii pentru a studia mișcările corpurilor cerești. astrelor implicat poziția precalculated a lunii și a planetelor, prezice locul și timpul eclipselor, în general, definiția mișcării reale a corpurilor spațiale.

Desigur, în primul rând, mecanica cerească studiază comportamentul organismelor din sistemul solar - circulație a planetelor în jurul Soarelui, sateliții în jurul planetelor, mișcarea cometelor și a altor organisme mici Nabesna Glacier. Întrucât circulația stelelor îndepărtate este posibil pentru a observa, cel mai bun caz, timp de decenii și secole, mișcarea membrilor sistemului solar are loc în fața ochilor noștri - pentru zilele, orele și chiar minute. Prin urmare, studiul său a fost începutul mecanicii cerești moderne, născută din lucrările lui J. Kepler (1571-1630) și Isaac Newton (1643-1727). Kepler pentru prima dată a stabilit legile mișcării planetelor și Newton deduse din legile lui Kepler legea gravitației universale și a folosit legile mișcării și gravitate pentru a rezolva problemele mecanice cerești care nu sunt acoperite de legile Kepler. Dupa progresul lui Newton în mecanica cereasca a constat în principal în dezvoltarea unor tehnici matematice pentru a rezolva ecuații care exprimă legile lui Newton. Astfel, principiile mecanicii cerești - un „clasic“, în sensul că, chiar și astăzi, ele sunt aceleași ca și în timpul lui Newton.

Legile mișcării ale lui Newton.

Pentru a înțelege mai bine metodele și rezultatele mecanicii cerești, se familiarizeze cu legile lui Newton și să le ilustreze cu exemple simple.

Legea de inerție.

Conform acestei legi, într-un sistem de coordonate în mișcare, fără accelerație, fiecare organism menține o stare de repaus sau de mișcare uniformă rectilinie, în cazul în care nu este o forță externă acționează. Acest lucru este contrar poziției fizicii aristotelice, care afirmă că forța necesară pentru a menține mișcarea corpului. Legea lui Newton spune că forța externă este necesară numai pentru a aduce corpul în mișcare, să-l oprească sau să schimbe direcția și magnitudinea vitezei sale. Ritmul de schimbare a vitezei unui corp în mărime sau direcție se numește „accelerație“ și indică faptul că corpul forței. Pentru accelerarea corpurilor cerești descoperite de observații este doar un pointer care acționează asupra lor o forță externă. Conceptul de putere și accelerație permite aceeași poziție pentru a explica mișcarea corpurilor în natură: de la o minge de tenis la planete și galaxii.

Din moment ce obiectul se deplasează de-a lungul unui traseu curbat, este accelerat, sa ajuns la concluzia că Pământul pe orbita sa in jurul Soarelui este in mod constant expus la influența forțelor, numită „gravitația.“ Problema mecanicii cerești este de a determina efectul asupra corpului ceresc forța de gravitație, și dau seama cum afectează mișcarea lui.

forța legii.

Dacă se aplică forța de corp, este accelerat și cu atât mai mare cu forța, cu atât mai mare accelerație. Cu toate acestea, aceleași forțe de accelerație cauzează diferite în diferite organisme. corp inerție caracteristică (adică, rezistența la accelerare) este „masa“, care poate fi definită ca fiind „cantitatea unei substanțe“ în primă aproximație, cu atât mai mare greutate, cu atât mai puțin accelerația sub o forță predeterminată. Astfel, a doua lege Newton afirmă că accelerarea corpului proporțional cu forța aplicată pe aceasta și este invers proporțională cu masa sa. În cazul în care observarea accelerare cunoscută a corpului și masa sa, apoi folosind această lege, putem calcula forța care acționează asupra unui corp.

contracarând legii.

Această lege prevede că organismul interacționează atașați unul de altul sunt egale în mărime, dar forțe opuse. Prin urmare, într-un sistem format din două corpuri care afectează reciproc egale în vigoare magnitudine, fiecare accelerare se confrunta este invers proporțională cu masa sa. Prin urmare, situată pe o linie dreaptă între punctul îndepărtat de la fiecare invers proporțională cu masa acestuia, se va mișca fără accelerație, în ciuda faptului că fiecare dintre corpurile este accelerat. Acest punct este numit „centrul de masă“; cotitură în jurul unei stele într-un sistem binar. Dacă unul dintre stele de două ori mai masive decât cealaltă, apoi se mișcă de două ori mai aproape de centrul de masă decât vecinul său.

Legile lui Kepler.

Pentru a studia mișcarea corpurilor cerești, se familiarizeze cu forța de gravitație. Acest lucru se realizează cel mai bine pe un exemplu de mișcare relativă a două corpuri: componentele unui stea binar sau pământ în jurul soarelui (pentru simplitate, presupunând că nu există alte planete). Aceste sisteme se aplică legile Kepler. Acestea se bazează pe faptul că ambele organisme care interacționează muta în același plan. Acest lucru înseamnă că forța de gravitație se află întotdeauna în același plan.

legea elipse.

Prima lege a lui Kepler afirmă că planetele din sistemul solar muta în elipse, într-un focar de care este soarele. De fapt, această lege este valabilă numai pentru un sistem de două corpuri, cum ar fi dubla stea. Dar, de asemenea, în sistemul solar este destul de precisă, deoarece mișcarea fiecărei planete este influențată în principal de un soare masiv, și tot restul corpului afectat de mult mai slab.

Zona de drept.

Dacă nu există nu numai poziția planetei, dar, de asemenea, timpul, puteți afla nu numai forma orbitei, dar natura mișcării planetei prin ea. Se supune a doua lege a lui Kepler, care afirmă că linia care unește soarele si planeta (sau componentele unei stele duble), pentru „ăsteia“ intervale regulate zone egale. De exemplu, linia dintre Soare și Pământ în fiecare zi asteia 2ґ10 14 km pătrați. Din legea zonelor să fie ca soarele atrage planeta într-o linie dreaptă care unește centrele lor. Pe de altă parte, pentru orice forță centrală deține a doua lege a lui Kepler.

Să considerăm planeta (Fig. 1) se deplasează de la punctul A la B pe unitatea de timp. În cazul în care atracția până la punctul în cazul în care există O. Soare, a fost absent, apoi pentru următoarea unitate de timp a planetei s-ar fi mutat la punctul Y. astfel încât AB = BY. Pe de altă parte, prezența de atracție în repaus la punctul B la corpul pentru acest timp mutat la o distanță de x. Pentru a găsi un C. punct care se mișcă într-adevăr planeta, trage o linie paralelă cu OB x CY-lungime. Perpendicularele a scăzut de la punctele C și Y în OB segment. în mod evident, egale între ele. Dacă segmentul YD este perpendicular din punctul Y. și segmentul AE - perpendicular de la punctul A. atunci ele sunt egale între ele din ecuația YDB și triunghiuri AEB. În consecință, înălțimea triunghiuri OBC și OBA sunt egale, și, prin urmare, sunt egale și zonele din aceste triunghiuri, deoarece OB - baza lor comună. Astfel, am demonstrat că, în vremuri egale, linia care leagă planeta de Soare (numit „vector raza“ a planetei) mătură arii egale. În cazul în care forța de atracție nu este îndreptată exact spre Soare, tăiat CY nu ar fi o linie dreaptă paralelă cu OB. și dovada noastră nu ar fi corect.