Законы Кеплера - это три закона, предложенные в 17 веке немецким астрономом и математиком Иоганном Кеплером (1571-1630) в работе Новая астрономия (1609).
Они описывают движения планет в соответствии с гелиоцентрическими моделями, то есть Солнце в центре солнечной системы.
Законы Кеплера: Резюме
Ниже приведены три закона Кеплера о движении планет:
Первый закон Кеплера
Первый Закон описывает орбиты планет. Кеплер предположил, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптической орбите с Солнцем в одном из фокусов.
В этом Законе Кеплер исправляет модель, предложенную Коперник в котором описывалось, как вращаться вокруг орбитального движения планет.
Второй закон Кеплера
Второй закон Кеплера гарантирует, что сегмент (векторный луч), соединяющий Солнце с планетой, проходит через равные области через равные промежутки времени.
Следствием этого факта является разная скорость планеты по ее орбитальной траектории.
Быть больше, когда планета приближается к перигелию (наименьшее расстояние между планетами и Солнце) и меньше, когда планета находится близко к своему афелию (большее расстояние от планеты до Солнце).
Третий закон Кеплера
3-й закон Кеплера указывает, что квадрат периода обращения каждой планеты пропорционален кубу среднего радиуса ее орбиты.
Следовательно, чем дальше планета от Солнца, тем больше времени потребуется для завершения перевода.
Математически третий закон Кеплера описывается следующим образом:
Где:
T: соответствует времени перевода планеты
r: средний радиус орбиты планеты
K: постоянное значение, то есть оно имеет одинаковое значение для всех тел, вращающихся вокруг Солнца. Константа K зависит от значения массы Солнца.
Следовательно, соотношение между квадратами периодов перемещения планет и кубами соответствующих средних радиусов орбит всегда будет постоянным, как показано в таблице ниже:
Законы Кеплера и всемирное тяготение
Законы Кеплера описывают движение планет без учета их причин.
Исаак Ньютон при изучении этих Законов он определил, что скорость движения планет по траектории переменна по величине и направлению.
Чтобы объяснить эту вариацию, он определил, что на планеты и Солнце действуют силы.
Он пришел к выводу, что эти силы притяжения зависят от массы задействованных тел и их расстояний.
Его математическое выражение, получившее название Универсального закона тяготения, выглядит так:
Существование,
F: сила гравитации
G: универсальная гравитационная постоянная
M: масса солнца
m: масса планеты
Посмотрите видео о мыслях математика, которые привели его к созданию законов Кеплера:
Решенные упражнения
1) Энем - 2009 г.
Космический шаттл «Атлантис» был запущен в космос с пятью астронавтами на борту и новой камерой, которая заменит камеру, поврежденную в результате короткого замыкания в телескопе Хаббла. Выйдя на орбиту на высоте 560 км, астронавты приблизились к Хабблу. Два астронавта покинули Атлантиду и направились к телескопу. Открывая люк, один из них воскликнул: «У этого телескопа большая масса, но вес небольшой».
Учитывая текст и законы Кеплера, можно сказать, что сказанная космонавтом фраза
а) оправдано тем, что размер телескопа определяет его массу, а небольшой вес обусловлен отсутствием действия ускорения свободного падения.
б) оправдано проверкой того, что инерция телескопа велика по сравнению с его собственной, и что вес телескопа невелик, поскольку гравитационное притяжение, создаваемое его массой, было небольшим.
в) не оправдан, поскольку оценка массы и веса объектов на орбите основана на законах Кеплера, которые не применяются к искусственным спутникам.
г) это не оправдано, потому что сила-вес - это сила, действующая гравитацией Земли, в данном случае, на телескоп и отвечающая за удержание самого телескопа на орбите.
д) это не оправдано, поскольку действие силы-веса подразумевает действие силы противодействия, которой нет в этой среде. О массе телескопа можно было судить просто по его объему.
Альтернатива d: это не оправдано, потому что сила-вес - это сила, действующая гравитацией Земли, в данном случае, на телескоп и отвечающая за удержание самого телескопа на орбите.
2) УФРГС - 2011 г.
Рассмотрим средний радиус орбиты Юпитера вокруг Солнца, равный 5-кратному среднему радиусу орбиты Земли.
Согласно 3-му закону Кеплера, период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет приблизительно
а) 5 лет
б) 11 лет
в) 25 лет
г) 110 лет
д) 125 лет
Альтернатива б: 11 лет
3) Энем - 2009 г.
В соответствии с древней традицией греческий астроном Птолемей (100-170 гг. С.) подтвердил тезис геоцентризма, согласно которому Земля была бы центром Вселенной, а Солнце, Луна и планеты вращались бы вокруг нее по круговым орбитам. Теория Птолемея разумно решала астрономические проблемы его времени. Несколько веков спустя польский священнослужитель и астроном Николай Коперник (1473-1543), обнаружив неточности в теории Птолемея, сформулировал теорию. гелиоцентризма, согласно которому Солнце следует считать центром Вселенной, а Земля, Луна и планеты вращаются вокруг от него. Наконец, немецкий астроном и математик Иоганн Кеплер (1571-1630), изучая планету Марс около тридцати лет, обнаружил, что ее орбита имеет эллиптическую форму. Этот результат был обобщен на другие планеты.
Что касается ученых, цитируемых в тексте, правильно сказать, что
а) Птолемей представил наиболее ценные идеи, так как они старше и более традиционны.
б) Коперник разработал теорию гелиоцентризма, вдохновленную политическим контекстом короля Солнца.
в) Коперник жил в то время, когда власти свободно и широко поощряли научные исследования.
г) Кеплер изучил планету Марс, чтобы удовлетворить потребности Германии в экономической и научной экспансии.
д) Кеплер представил научную теорию, которую, благодаря применяемым методам, можно было проверить и обобщить.
Альтернатива e: Кеплер представил научную теорию, которая, благодаря применяемым методам, может быть проверена и обобщена.
Чтобы узнать больше, прочтите также:
- Иоганн Кеплер
- Движение переводов
- вращательное движение
- гелиоцентризм
- Геоцентризм
- Физические формулы
