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不能說“圓形軌道更合理”,只能說“圓形更完美”。這是2000多年前古希臘哲學家的觀點。後來發現,不論是行星圍繞太陽執行的軌道,還是衛星圍繞行星執行的軌道,都不是圓形,都是橢圓形,沒有一個是正圓形的。這一發現讓當時的自然哲學家們受到很大打擊。不是說正圓形軌道不行,而是以下原因。一是這是由行星系形成時的初始條件決定的。在太陽系形成時,太陽外圍氣體和顆粒物質聚集形成行星和衛星,這一過程充滿了摩擦、碰撞、合併和分離。從原始氣體和顆粒物質運動狀態來說,無疑正圓形執行軌道是最合理的,最初也很有可能就是這樣的。但摩擦和碰撞讓它們無法保持正圓形的執行方式。到各大小行星清空周圍空間、形成穩定軌道時,軌道已經不是正圓形,而是橢圓形了。即使是在形成穩定軌道以後,這種碰撞還在發生,只不過發生的頻率變小了而已。而每一次碰撞,都會多少改變原來的軌道。或者說,直到今天,行星(衛星)的執行軌道仍在不停地變化中。二是各天體之間的引力攝動。太陽系內各天體之間的引力攝動無時無處不在。這種引力作用也無時無刻不在改變著行星(衛星)的運動狀態,讓這些天體難以保持完美的圓形軌道,即造成“攝動”。不要想你說的那個小球。那是理想狀態,而實際上這種理想狀態是不可能存在的。關於你說的近日點、遠日點的問題,很好理解。行星在近日點不會掉進太陽,是因為行星在接近近日點的過程中,運動慣性力的方向與引力在運動方向上的分量的方向一致,行星一直在加速。並且在接近近日點的過程中,引力在慣性力方向上的分量逐漸減小,指向太陽的分量在逐漸加大。到達近日點時,行星受到的慣性力方向分量達到最小值,而指向太陽的引力分量達到最大值。同時,由於行星運動半徑減小,角動量達到最大值,運動速度也達到最大值。在慣性力作用下,行星就會再次遠離太陽,不會掉進太陽裡去。在遠日點也是同樣的原因。在行星向遠日點運動時,引力在運動方向上的分量與慣性力的方向相反,行星運動速度被迫降低。到遠日點時,行星運動速度降到最小值,再也跑不動了。於是,在引力作用下,行星就會被引力拉回來,是“跑不掉”的,用不著“開動發動機”向太陽運動,用引力就夠了。在太陽系形成初期,你說的行星(或衛星)在引力(或碰撞)下掉進太陽,或脫離太陽的情況肯定發生過。但經過幾十億年的自我調整,目前各個行星和衛星的運動軌道已經穩定了,至少是基本穩定了,至少對於大行星和衛星,已經為會發生掉進太陽(行星)或脫離太陽(行星)的情況了。而且,即使是受到其他天體的微弱影響,行星(或衛星)也會自己調整軌道,重新建立起引力與運動慣性力的平衡的。
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橢圓的軌道是地球對附近的天體引力的折中。僅有一個行星和一個恆星的系統是沒有任何意義的。早期的太陽系在形成過程中,原始的行星受到了小行星的撞擊和其他一系列擾動,才導致橢圓軌道的形成。這叫行星徙動理論。首先:正圓軌道也是橢圓軌道的一種,只不過是特殊的橢圓軌道。如果要地球完全按照正圓軌道運轉條件是十分苛刻的,首先就必須讓太陽的其他行星消失,接著離太陽比較近的恆星也必須消失,否則他們就會對地球產生影響導致地球運轉軌道的改變。地球繞太陽公轉,在給定的能量的條件下,可能的軌道有無數條,圓軌道只是其中的一條而已。如果想要地球按正圓軌道執行,地球的能量,動量要滿足一定條件。就是任一時刻,地球的動能Ek和勢能Ep的關係滿足Ek=-Ep/2。或者說當Ek=-Ep/2時,地球運動方向垂直於日地連線。這個條件非常苛刻,即便是地球在正圓軌道上執行,一點微小的擾動都可以改變這種狀態,使得地球在新的橢圓軌道上執行。高中物理書上只是書人造衛星從遠地點向近地點運動會加速,勢能轉化為動能。從近地點向遠地點運動會減速,動能轉化為勢能。當衛星速度正好為第1宇宙速度時,軌道為正圓。當衛星速度介於第1宇宙速度和第2宇宙速度之間時,軌道為橢圓。嚴格來講,所有人造衛星的軌道都是橢圓形的。。比如地球赤道同步衛星,是人類期望達到純正圓形軌道的衛星,這樣在地面上看地球赤道同步衛星,它會天空中的一個固定點。但是因為受多種其他因素的影響,衛星軌道不能完全達到正圓,而是一個比較接近正圓的橢圓。於是,在地面上看地球赤道同步衛星,它是在天空漂移,在畫8字。在萬有引力作用下,行星繞恆星運動或衛星繞行星運動只有兩種情況:橢圓或雙曲線,其中只有橢圓是穩定的.圓只是橢圓的特例.圓是一種理想狀態,大多數衛星的運動並不要求達到圓的軌跡.只有同步衛星希望更接近圓的軌跡.但實際上發射精度不可能達到正圓,而且空間力的作用複雜,任何因素的影響,都會使軌道發生變化,因此同步衛星也不是正圓的.--------------------資料----------------------開普勒定律:[來自網路]1.開普勒第一定律(軌道定律):所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動,太陽是在這些橢圓的一個焦點上.2.開普勒第二定律(又叫面積定律):太陽和行星的連線在相等的時間內掃過相等的面積.3.開普勒第三定律(又叫週期定律):所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方與公轉週期的二次方的比值都相等.開普勒123定律同樣適用於人造衛星。橢圓的幾何性質:[高中]一個平面裡,到兩定點的距離之和[前提是大於兩點間距]固定的點的集合。機械能守恆:[初中]衛星的勢能和動能相轉化中守恆。回答者:famorby-高階魔法師七級12-2819:53