Aš. Kepleris visą gyvenimą bandė įrodyti, kad mūsų saulės sistema yra kažkoks mistinis menas. Iš pradžių jis bandė įrodyti, kad sistemos struktūra yra panaši į taisyklingą daugiakampį iš senovės graikų geometrijos. Keplerio laikais buvo žinomos šešios planetos. Buvo manoma, kad jie buvo dedami į krištolines sferas. Pasak mokslininko, šios sferos buvo išdėstytos taip, kad tarp gretimų sferų tiksliai tilpo tinkamos formos daugiakampiai. Tarp Jupiterio ir Saturno išorinėje aplinkoje yra įrašytas kubas, kuriame įrašyta sfera. Tarp Marso ir Jupiterio yra tetraedras ir pan. Po daugelio metų stebėjimo dangaus objektus pasirodė Keplerio dėsniai, ir jis paneigė savo daugiakampio teoriją.
Įstatymai
Pasaulio geocentrinė Ptolemėjo sistema buvo pakeista heliocentrineKoperniko sukurtas tipas. Dar vėliau Kepleris atrado planetų judėjimo aplink Saulę dėsnius.
Po daugelio metų planetų stebėjimų pasirodė trys Keplerio dėsniai. Apsvarstykite juos straipsnyje.
Pirma
Pagal pirmąjį Keplerio dėsnį, visos mūsų sistemos planetos juda uždara kreive, vadinama elipsė. Mūsų šviestuvas yra viename iš elipsės židinių. Jų yra du: tai du taškai kreivės viduje, atstumų, nuo kurių iki bet kurio elipsės taško, suma yra pastovi. Po ilgų stebėjimų mokslininkui pavyko atskleisti, kad visų mūsų sistemos planetų orbitos yra beveik toje pačioje plokštumoje. Kai kurie dangaus kūnai juda elipsinėmis orbitomis arti apskritimo. Ir tik Plutonas ir Marsas juda pailgesnėmis orbitomis. Remiantis tuo, pirmasis Keplerio dėsnis buvo vadinamas elipsės dėsniu.
Antrasis įstatymas
Kūnų judėjimo tyrimas leidžia mokslininkui nustatyti, kad planetos greitis yra didesnis tuo laikotarpiu, kai ji yra arčiau Saulės, ir mažesnis, kai ji yra maksimaliu atstumu nuo Saulės (tai yra perihelio ir afelio taškai).
Antrasis Keplerio dėsnis sako taip: kiekviena planeta juda plokštuma, kertančia mūsų žvaigždės centrą. Tuo pačiu metu spindulio vektorius, jungiantis Saulę ir tiriamą planetą, apibūdina vienodus plotus.
Taigi, akivaizdu, kad kūnai aplink geltonąją nykštuką juda netolygiai ir didžiausią greitį turi perihelyje, o mažiausią – afelyje. Praktiškai tai matyti iš Žemės judėjimo. Kasmet sausio pradžiojemūsų planeta, pereidama per perihelį, juda greičiau. Dėl šios priežasties Saulės judėjimas išilgai ekliptikos yra greitesnis nei kitu metų laiku. Liepos pradžioje Žemė juda per afelį, todėl Saulė lėčiau juda išilgai ekliptikos.
Trečias įstatymas
Pagal trečiąjį Keplerio dėsnį, nustatomas ryšys tarp planetų apsisukimo aplink žvaigždę laikotarpio ir jos vidutinio atstumo nuo jos. Mokslininkas pritaikė šį dėsnį visoms mūsų sistemos planetoms.
Įstatymų paaiškinimas
Keplerio dėsnius galima paaiškinti tik Niutonui atradus gravitacijos dėsnį. Pagal ją fiziniai objektai dalyvauja gravitacinėje sąveikoje. Jis turi universalų universalumą, kuris veikia visus materialaus tipo ir fizinių laukų objektus. Pasak Niutono, du stacionarūs kūnai veikia vienas kitą jėga, proporcinga jų svorio sandaugai ir atvirkščiai proporcinga tarpų tarp jų kvadratui.
Pasipiktinęs judesys
Mūsų saulės sistemos kūnų judėjimą valdo geltonosios nykštukės gravitacijos jėga. Jei kūnus trauktų tik Saulės jėga, tai planetos aplink ją judėtų tiksliai pagal Keplerio judėjimo dėsnius. Šis judėjimo tipas vadinamas netrikdomu arba Keplerio.
Iš tikrųjų visus mūsų sistemos objektus traukia ne tik mūsų šviesulys, bet ir vienas kitas. Todėl nė vienas kūnas negali tiksliai judėti elipsėje, hiperbole ar apskritime. Jei kūnas judėjimo metu nukrypsta nuo Keplerio dėsnių, taivadinamas perturbacija, o pats judėjimas vadinamas perturbuotu. Štai kas laikoma tikru.
Dangaus kūnų orbitos nėra fiksuotos elipsės. Pritraukiant kitus kūnus, orbitos elipsė pasikeičia.
I. Newtono indėlis
Izaokas Niutonas iš Keplerio planetų judėjimo dėsnių sugebėjo išvesti visuotinės gravitacijos dėsnį. Niutonas naudojo universaliąją gravitaciją kosminėms-mechaninėms problemoms spręsti.
Po Izaoko pažanga dangaus mechanikos srityje buvo matematikos mokslo, naudojamo Niutono dėsnius išreiškiančioms lygtims spręsti, plėtra. Šis mokslininkas sugebėjo nustatyti, kad planetos gravitaciją lemia atstumas iki jos ir masė, tačiau tokie rodikliai kaip temperatūra ir sudėtis neturi jokios įtakos.
Savo moksliniame darbe Niutonas parodė, kad trečiasis Keplerio dėsnis nėra visiškai tikslus. Jis parodė, kad skaičiuojant svarbu atsižvelgti į planetos masę, nes planetų judėjimas ir svoris yra susiję. Šis harmoninis derinys parodo ryšį tarp Keplerio dėsnių ir Niutono gravitacijos dėsnio.
Astrodinamika
Niutono ir Keplerio dėsnių taikymas tapo astrodinamikos atsiradimo pagrindu. Tai dangaus mechanikos šaka, tirianti dirbtinai sukurtų kosminių kūnų, būtent: palydovų, tarpplanetinių stočių, įvairių laivų, judėjimą.
Astrodinamika užsiima erdvėlaivių orbitų skaičiavimais, taip pat nustato, kokius parametrus paleisti, kurią orbitą paleisti, kokius manevrus reikia atlikti,gravitacinio poveikio laivams planavimas. Ir tai anaiptol ne visos praktinės užduotys, kurios yra svarbios astrodinamikai. Visi gauti rezultatai naudojami įvairiose kosminėse misijose.
Astrodinamika yra glaudžiai susijusi su dangaus mechanika, kuri tiria natūralių kosminių kūnų judėjimą veikiant gravitacijai.
Orbitos
Pagal orbitą supraskite taško trajektoriją tam tikroje erdvėje. Dangaus mechanikoje įprasta manyti, kad kūno trajektorija kito kūno gravitaciniame lauke turi daug didesnę masę. Stačiakampėje koordinačių sistemoje trajektorija gali būti kūginės pjūvio formos, t.y. būti pavaizduota parabole, elipse, apskritimu, hiperbole. Tokiu atveju židinys sutaps su sistemos centru.
Ilgą laiką buvo manoma, kad orbitos turi būti apvalios. Gana ilgą laiką mokslininkai bandė pasirinkti tiksliai žiedinį judesio variantą, tačiau jiems nepavyko. Ir tik Kepleris sugebėjo paaiškinti, kad planetos juda ne apskrita orbita, o pailga. Tai leido atrasti tris dėsnius, galinčius apibūdinti dangaus kūnų judėjimą orbitoje. Kepleris atrado šiuos orbitos elementus: orbitos formą, jos polinkį, kūno orbitos plokštumos padėtį erdvėje, orbitos dydį ir laiką. Visi šie elementai apibrėžia orbitą, nepaisant jos formos. Skaičiuojant pagrindinė koordinačių plokštuma gali būti ekliptikos, galaktikos, planetos pusiaujo ir kt. plokštuma.
Tai rodo keli tyrimaigeometrinė orbitos forma gali būti elipsės formos ir suapvalinta. Yra skirstymas į uždarą ir atvirą. Pagal orbitos polinkio kampą į žemės pusiaujo plokštumą orbitos gali būti polinės, pasvirusios ir pusiaujo.
Atsižvelgiant į apsisukimo aplink kūną laikotarpį, orbitos gali būti sinchroninės arba sinchroninės su saule, sinchroninės ir paros, kvazisinchroninės.
Kaip sakė Kepleris, visi kūnai turi tam tikrą judėjimo greitį, t.y. orbitos greitis. Jis gali būti pastovus per visą kūno cirkuliaciją arba keistis.
