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根據萬有引力定律,距離越遠,萬有引力越小。為什麼地球在飛過遠日點,然後又開始加速運動?是太陽的引力變化嗎?
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  • 1 # 媽咪說MommyTalk

    開普勒第一定律(橢圓定律)內容,地球繞日軌道是橢圓形,在數學上這是基於萬有引力定律的必然結果。或者說,當兩天天體繞行時,選擇一個天體為淨值參考系,另一個天體的執行軌跡將會是圓錐曲線(即橢圓、拋物線、雙曲線),注意圓是橢圓的特殊情況。

    關於開普勒第一定律的數學推導可以看下圖:

    這是圓錐曲線的極座標方程,座標系的原點是圓錐曲線的焦點之一。假若0<e<1,則r所描述的是橢圓軌道。這證明了開普勒第一定律。

    所以從數學上看,地球存在近日點、遠日點都是必然結果,也就不存在飛不飛出去的情況。

    或者題主可以換個角度考慮,根據萬有引力公式

    在M(太陽質量)、m(地球質量)、G(萬有引力常數)固定的情況下。萬有引力F與半徑的平方成反比,也就是說當半徑變大的時候(遠日點),萬有引力會達到最小值,同時地球執行速度也最小,離心力也就最小,所有地球又開始趨向太陽運動。當然這種解釋其實很不負責任,因為它只適合理解。實際上題主的問題就像是問這個公式(下圖)為什麼函式圖是橢圓一樣。

  • 2 # 一點科技工作室

    首先描述裡的第一句,萬有引力的本質,用廣義相對論解釋,引力的產生是由於物體質量彎曲時空引起的,物體覺著彎曲軌跡作運動,視覺上就認為有引力的樣子。詳見我上面一個的答題。

    地球飛過遠日點,距離太陽這個大質量天體較遠,時空彎曲較小,所以在這個點上的速度最小,在經過這點的過程中,時空曲率逐漸增加,所以地球速度逐漸加大,造成地球開始加速運動的表現。

    除了應用廣義相對論來解釋地球在遠日點的運動現象,也可以用動量守恆定律來解釋。

    如果把太陽和地球作為一個慣性系統,由動量守恆得知,地球和太陽之間的總動量守恆。表示式:

    Δp1=-Δp2

    p=mv

    如果地球離太陽較近,速度是最快的時候(不是加速度最快),它的動量P1是最大的。當地球逐漸遠離太陽靠近地球公轉遠日點的時候,由於總動量守恆,為了保持總動量穩定,它的動量P2=mv2逐漸減小,m不變,所以v2會逐漸減小。

    用一句話表述這個過程的動量變化就是:總動量是這麼多,如果你這邊增加動量了,我這邊就得減小,維持一個穩定狀態。

  • 3 # 拉拉酋長

    為題主的想象力喝采,真的,題主想得太多了,比酋長我還要更多。地球圍繞著太陽旋轉,按科學家們的說法其實就是因為太陽的質量產生了空間的凹陷,而地球與其它的行星身陷於其中不能自拔,在雙方的質量所產生的空間凹陷之間,行星不由自主地以運動的方式來緩解完成場與場之間的碰撞。

    當然,地球在旋轉到遠日點的時候,其實也並不算很遠,據說太陽的引力範圍可至一光年以外,如果地球在這個位置上突然加速,那也得加速到足夠逃離太陽的速度才可以擺脫太陽的引力,不然地話,還是得老老實實地圍繞著太陽公轉。

    題主是不是覺得地球旋轉到遠日點的時候已經是很遠了?這麼的一點距離在人類的認知裡面也的確是很遠了,但是在太陽系裡面,一點也不遠,再遠的距離還有海王星,據說海王星在圍繞著太陽旋轉的軌道,有時候會比冥王星更遠,但是始終也逃脫不了太陽的引力。

    當然還有更遠的,比如那一些哈雷慧星什麼的,人家繞日的軌道那個遠日點才真的叫做遠,還不照樣76年迴歸一次,什麼時候就真的飛出了太陽系?

  • 4 # 艾伯史密斯

    答:因為地球的速度,還沒有達到該軌道上逃逸速度呢!

    地球近日點公轉速度30.3km/s; 地球遠日點公轉速度29.3km/s; 可以看出,兩者差別不是很大,地球軌道近似為圓形。

    一個物體,要想脫離主星的引力,必須達到對應軌道上的逃逸速度才行。

    比如在地球軌道上,脫離太陽的逃逸速度v=√(2GM/r)=42.2km/s;

    這個速度高於地球任何時刻公轉速度,所以無論是近日點,還是遠日點,地球都不能夠逃離太陽的引力,就算地球到了遠日點,還是會被太陽的引力拉回來的。

    雖然在遠日點處,太陽的引力減小,但是也因為克服太陽的引力,地球把部分動能轉變為了勢能,使得速度降低。

    在地球和太陽引力的長期作用下,形成了如今的地球繞著太陽轉,日復一日,年復一年。

  • 5 # 亞馬孫蝴蝶

    地球的近日點大約是距離太陽1.47億公里,遠日點也就是1.52億公里,相差並不是很大;而那些週期性迴歸的彗星,它們的近日點軌道一度深入金星軌道內側,但它們的遠日點軌道則是在海王星軌道之外,甚至更遠,近日點與遠日點相差達數十個天文單位,這樣的遠日點彗星尚且沒能飛出太陽系,何況地球呢?

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