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1 # 宇宙觀察
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2 # 寒木釣萌
開普勒第二定律說的是:
行星圍繞中央恆星公轉時,相同時間內,恆星和行星的連線所掃過的面積都是相等的。
換句話說,行星距離恆星遠時,軌道速度慢(公轉速度慢),而距離恆星近時,軌道速度快,因為此時兩者的引力因為距離變近而增大,如果軌道速度不增加,那麼離心力也不會增加,結果就是,行星會被恆星拉進自己的懷抱。
上圖是各行星圍繞太陽公轉時,其軌道速度快慢的模擬圖。
具體到詳細的數值如下圖:
提問的第一個問題是:
為什麼距離太陽越近的行星公轉越快?
您可以這樣去理解,如果水星的軌道速度不是47.87公里每秒,而是0.00001米每秒?
那麼,這會出現什麼情況?
顯然,近乎靜止的水星,它將因為太陽的強大引力而被拉到太陽上,燒成渣。則水星也就不存在了。
水星要想存在,它必須繞太陽公轉的速度足夠快,如此才能產生足夠大的“離心力”,離心力抵抗太陽的引力,得以平衡,故水星能存在。
提問的第二個問題是:
為什麼距離太陽越近的行星,自轉越慢?
我們先來看,這個提問是否合乎事實。
仔細看上面的表格,我們發現,不能說完全符合,但基本上是這樣的規律,即:
距離太陽越近的行星,自轉越慢。
地球自轉1圈是1天,而水星和金星自轉1圈分別需要58天和243天。【之所以表格中金星和天王星的自轉週期前有負號“-”,這是因為這兩傢伙的自轉方向與其他行星相反,也就是逆向自轉。】
那麼問題的原因是什麼呢?
兩個原因一是太陽系剛剛形成時,各行星的遭遇不一樣。
比如說,地球剛形成不久,數十億年前,地球本來轉得更快,但有個大傢伙從側邊撞了它一下,就像一個陀螺,你不是順著它抽,而是逆向抽它,結果陀螺的轉速就減少了。
第二個原因是潮汐鎖定。
太陽對各行星有潮汐鎖定的作用,距離太陽越近,潮汐鎖定的效應越強。
比如水星距離太陽很近,相比地球,太陽對它的鎖定更厲害。
再如,月球距離地球很近,所以地球對月球有強烈的潮汐鎖定作用,結果是月球自轉1圈需要27.32天。
實際上,潮汐作用是相互的,你能對我潮汐鎖定,反過來,我也能對你潮汐鎖定。
月球對地球的潮汐作用如上圖。
由於月球距離地球很近,所以月球引力能在地球上帶來漲潮——將海水拉起。
想象一下,地球在自轉,同時帶著海水轉動,可是有一股力量(月球引力)在反方向拉著海水,從而出現潮汐。
今天拉一下,明天拉一下,拉了十幾億年後,地球的自轉也就因此變慢了。
既然月球能讓地球的自轉變慢,那反過來,地球也能將月球的自轉變慢,這是相互的。
當然,上面的例子中,只說地球和月球的潮汐鎖定,實際上太陽也在對月球進行潮汐鎖定,只是因為距離過於遙遠(1.5億公里),所以,相對的,地球對月球的潮汐作用更大。
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3 # 綠水青山48936175
恆星引力在空間的分佈與距離它的平方成反比也就是近它時引力大遠它時引力小,引力大時行星的離心力小也就是行星的環繞速度小就會被吸引撞上恆星,所以行星的軌道都是恆星的引力向心力與行星的軌道速度離心力平衡決定的。恆星內軌道行星自轉慢都是引力潮汐的作用,就如用繩繞拴個彈簧掄轉速度越大彈簧的垃伸越長,這也和月亮被地球潮汐鎖定一個道理,離恆星過近行星的潮汐變形就大牽扯鎖定力也就更大,自然自轉減慢甚至會被鎖定為公轉自轉週期相同也就是一個面始終對著恆星轉動
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4 # 力學Nerd王小胖
我來回答下公轉的問題吧,雖然也有人回答的比較好,但是並沒有給出理論解釋。
動量矩守恆是公轉快慢的根本原因天體繞日公轉,由於引力始終指向太陽,所以引力對太陽的外力矩為零,而天體又不受其他外力的影響(忽略其他小引力)。因此,滿足動量矩守恆。
即:
得:
天體質量不變,因此:
其中:r與dr得叉乘是面積2dA,如圖:
這樣就得到:
即:單位時間內,掃過得面積是常量。這就是著名得開普勒第二定理,也叫面積速度定理。
根據這個定理,離得遠,半徑長,速度就要慢一點。而離得近,半徑短,速度就要快一點。這樣才能保證面積速度不變。
自轉得問題就請其他人回答吧。
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5 # 詩人的眼睛看世界
看了這麼多回答,除了公轉比較靠譜外,自轉似乎沒一個說到點子上。所以我這裡略過公轉,詳細說說行星自轉。
行星地震、火山爆發等地質活躍度和行星自轉成正比。地質活躍度的內在原因就是行星能量內外的差度形成的。詳細如下:
大家一定見過水車、風車等,水車、風車的轉動和受到的外力既水、風的衝擊力有關,但是更和水車、風車的軸靈活度有關,如果軸死了,水車、風車被衝擊倒都不會轉。
其實行星的自轉,也是內外兩個方面決定的,行星內部的原因是行星自身蘊含的能量差度越大,自轉越快,如果自身的能量平衡了,那它就失去了自轉的動力,當然茫茫無際的宇宙,不會讓它平衡的,但是越靠近太陽,由於太陽能量的包圍,那個差度就比外圍的行星要小的多。
外部因素就是太陽的輻射,先接受太陽輻射的地方能量比後接受太陽輻射的能量要多,這就如同水車、風車的受衝擊的地方。
這樣下來,行星自身的能量是軸,太陽輻射的能量是衝擊力,越靠近太陽的行星,能量越接近平衡,軸越死,所以太陽輻射的能量雖然大,但無法加快它的自轉的。
當然彼此的潮汐鎖定有點影響,但那是微不足道的,真正影響行星自轉的還是自身的能量差度。
水星沒有大氣保護,所以它雖比金星靠近太陽,但自轉比金星要快,金星慢就慢在它厚厚的大氣溫室,內部能量差度很少,太陽輻射的能量奈何不了它的。
能證明能量差度的最有力證據就是行星的地質活動,比如地球經常性的地震,火山爆發。
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6 # 丙戌探索
說一下公轉越快,從系統平衡的角度來說,在離太陽這樣的恆星越近的地方而仍然能夠存在的行星,也只有公轉快的了。因為這個位置的行星,如果他公轉不夠快,離心力不夠強,則早已被太陽這樣的恆星所捕獲,墜入太陽了。公轉快意味著離心力夠強,才能保持著這樣的一個平衡。當然,如果是速度再快的行星,則能夠更遠地飛離太陽。
圍繞太陽公轉是由行星本身的原有速度,加上與太陽的萬有引力共同作用而形成。而行星的自轉因行星自身的平衡問題而決定著行星執行的方向。這樣,如果是自轉速度過快的行星,則它的執行方向變化率更高,這樣一旦飛行角度發生某些偏轉,則不是因執行的離太陽過近而被太陽捕獲,則就是因執行速度過高,而更遠的飛離太陽。因此只有自轉越慢的行星才會相對保持穩定的執行方向,從而在相對恆定的軌道上執行,而被我們所看到。
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7 # 天體小粉
距離太陽越近的行星公轉越快,自轉越慢,切密度越大。這些都是由太陽引力場的分佈有關
距離太陽越近,行星受到太陽引力越大,要維持行星軌道的平衡,行星需要足夠的動能。
距離太陽越近,行星受到太陽引力越大,行星自轉受太陽引力鎖定越明顯。
行星在軌速度越快,形成過程中,獲得動能越多,受到的撞擊力越大,密度越大。
且距離太陽越近,行星的衛星越少。
回覆列表
我來回答這個問題 首先行星公轉是跟軌道半徑有關,越近太陽速度一定要快,不然就會墜落進太陽裡面。所以要用快速的公轉來產生更大的離心力從而抵抗太陽的引力。
而自轉跟太陽沒關係。是跟行星形成的過程有關,在形成之中如果經歷鉅變,可以令自轉加快或減慢,甚至像金星一樣出現逆向自轉;而氣體行星自轉快是因為形成過程中沒有受到太多反向角動量的影響。
我們來看一下由近到遠各大行星的公轉自轉和平均軌道速度
水星:公轉週期87.70 天, 自轉週期1407.6小時
平均軌道速度47.89 千米/每秒
金星:公轉週期224.701天,自轉週期243天
平均軌道速度35.03 千米/每秒
地球公轉週期365天5時48分46秒.自轉週期23.9小時
平均軌道速度30千米/每秒
火星公轉週期686.98天.自轉週期24.6小時
平均軌道速度24.13 千米/每秒
木星公轉週期為11.86年,自轉週期9.9小時
平均軌道速度:13.06公里/秒
土星:公轉週期為約29.5年,自轉週期10.67小時
平均軌道速:9.64公里/秒
天王星:公轉週期為約84年,自轉週期15.6小時
平均軌道速:6.81公里/秒
海王星:公轉週期為約164.8年,自轉週期18.4小時
平均軌道速:5.43公里/秒
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