I. Kepler și-a petrecut întreaga viață încercând să demonstreze că sistemul nostru solar este un fel de artă mistică. Inițial, el a încercat să demonstreze că structura sistemului este similară cu poliedrele obișnuite din geometria greacă veche. Pe vremea lui Kepler, se știa că există șase planete. Se credea că au fost plasate în sfere de cristal. Potrivit omului de știință, aceste sfere au fost amplasate în așa fel încât poliedrele de forma corectă să se potrivească exact între sferele învecinate. Între Jupiter și Saturn există un cub înscris în mediul extern în care este înscrisă sfera. Între Marte și Jupiter este un tetraedru și așa mai departe. După mulți ani de observare a obiectelor cerești, au apărut legile lui Kepler, care și-a respins teoria poliedrelor.
Legi
Sistemul geocentric ptolemaic al lumii a fost înlocuit cu sistemul heliocentrictip creat de Copernic. Mai târziu, Kepler a descoperit legile mișcării planetelor din jurul Soarelui.
După mulți ani de observații ale planetelor, au apărut cele trei legi ale lui Kepler. Luați-le în considerare în articol.
Primul
Conform primei legi a lui Kepler, toate planetele din sistemul nostru se deplasează de-a lungul unei curbe închise numită elipsă. Lumina noastră este situată într-unul dintre focarele elipsei. Sunt două dintre ele: acestea sunt două puncte din interiorul curbei, suma distanțelor de la care până la orice punct al elipsei este constantă. După observații îndelungate, omul de știință a reușit să dezvăluie că orbitele tuturor planetelor din sistemul nostru sunt situate aproape în același plan. Unele corpuri cerești se mișcă pe orbite eliptice aproape de cerc. Și doar Pluto și Marte se mișcă pe orbite mai alungite. Pe baza acestui fapt, prima lege a lui Kepler a fost numită legea elipselor.
A doua lege
Studiarea mișcării corpurilor permite omului de știință să stabilească că viteza planetei este mai mare în perioada în care este mai aproape de Soare și mai mică atunci când se află la distanța maximă de Soare (acestea sunt puncte de periheliu și afeliu).
A doua lege a lui Kepler spune următoarele: fiecare planetă se mișcă într-un plan care trece prin centrul stelei noastre. În același timp, vectorul rază care leagă Soarele și planeta studiată descrie zone egale.
Astfel, este clar că corpurile se deplasează în jurul piticii galbene în mod neuniform, și având o viteză maximă la periheliu și o viteză minimă la afeliu. În practică, acest lucru poate fi văzut din mișcarea Pământului. Anual la începutul lunii ianuarieplaneta noastră, în timpul trecerii prin periheliu, se mișcă mai repede. Din această cauză, mișcarea Soarelui de-a lungul eclipticii este mai rapidă decât în alte perioade ale anului. La începutul lunii iulie, Pământul se deplasează prin afeliu, ceea ce face ca Soarele să se miște mai încet de-a lungul eclipticii.
A treia lege
Conform celei de-a treia legi a lui Kepler, se stabilește o legătură între perioada de revoluție a planetelor din jurul stelei și distanța medie a acesteia față de aceasta. Omul de știință a aplicat această lege tuturor planetelor sistemului nostru.
Explicația legilor
Legile lui Kepler au putut fi explicate doar după descoperirea de către Newton a legii gravitației. Potrivit acesteia, obiectele fizice iau parte la interacțiunea gravitațională. Are universalitate universală, care afectează toate obiectele de tip material și câmpurile fizice. Potrivit lui Newton, două corpuri staționare acționează reciproc cu o forță proporțională cu produsul greutății lor și invers proporțională cu pătratul golurilor dintre ele.
Mișcare indignată
Mișcarea corpurilor sistemului nostru solar este controlată de forța gravitațională a piticii galbene. Dacă corpurile ar fi atrase doar de forța Soarelui, atunci planetele s-ar mișca în jurul lui exact conform legile mișcării lui Kepler. Acest tip de mișcare se numește neperturbată sau Kepleriană.
De fapt, toate obiectele sistemului nostru sunt atrase nu numai de luminarul nostru, ci și unul de celăl alt. Prin urmare, niciunul dintre corpuri nu se poate mișca exact de-a lungul unei elipse, unei hiperbole sau unui cerc. Dacă un corp se abate de la legile lui Kepler în timpul mișcării, atunci aceastase numește perturbare, iar mișcarea însăși se numește perturbată. Acesta este ceea ce este considerat real.
Orbitele corpurilor cerești nu sunt elipse fixe. În timpul atracției de către alte corpuri, elipsa orbitei se schimbă.
Contribuția lui I. Newton
Isaac Newton a putut deduce din legile mișcării planetare ale lui Kepler legea gravitației universale. Newton a folosit gravitația universală pentru a rezolva probleme cosmico-mecanice.
După Isaac, progresul în domeniul mecanicii cerești a fost dezvoltarea științei matematice folosite pentru a rezolva ecuațiile care exprimă legile lui Newton. Acest om de știință a reușit să stabilească că gravitația planetei este determinată de distanța până la ea și de masă, dar indicatori precum temperatura și compoziția nu au niciun efect.
În lucrarea sa științifică, Newton a arătat că a treia lege Kepleriană nu este complet exactă. El a arătat că atunci când se calculează este important să se țină cont de masa planetei, deoarece mișcarea și greutatea planetelor sunt legate. Această combinație armonică arată relația dintre legile Kepleriene și legea gravitației lui Newton.
Astrodinamică
Aplicarea legilor lui Newton și Kepler a devenit baza apariției astrodinamicii. Aceasta este o ramură a mecanicii cerești care studiază mișcarea corpurilor cosmice create artificial și anume: sateliți, stații interplanetare, diverse nave.
Astrodinamica este implicată în calculele orbitelor navelor spațiale și, de asemenea, determină ce parametri să lanseze, ce orbită să lanseze, ce manevre trebuie efectuate,planificarea efectului gravitațional asupra navelor. Și acestea nu sunt în niciun caz toate sarcinile practice care sunt puse înaintea astrodinamicii. Toate rezultatele obținute sunt folosite într-o mare varietate de misiuni spațiale.
Astrodinamica este strâns legată de mecanica cerească, care studiază mișcarea corpurilor cosmice naturale sub influența gravitației.
Orbite
Sub orbită înțelegeți traiectoria unui punct într-un spațiu dat. În mecanica cerească, se crede în mod obișnuit că traiectoria unui corp în câmpul gravitațional al altui corp are o masă mult mai mare. Într-un sistem de coordonate dreptunghiular, traiectoria poate fi sub forma unei secțiuni conice, adică fi reprezentat printr-o parabolă, elipsă, cerc, hiperbolă. În acest caz, focalizarea va coincide cu centrul sistemului.
De mult timp s-a crezut că orbitele ar trebui să fie rotunde. Pentru o perioadă destul de lungă, oamenii de știință au încercat să aleagă exact versiunea circulară a mișcării, dar nu au reușit. Și numai Kepler a putut explica că planetele nu se mișcă pe o orbită circulară, ci pe una alungită. Acest lucru a făcut posibilă descoperirea a trei legi care ar putea descrie mișcarea corpurilor cerești pe orbită. Kepler a descoperit următoarele elemente ale orbitei: forma orbitei, înclinația ei, poziția planului orbitei corpului în spațiu, dimensiunea orbitei și sincronizarea. Toate aceste elemente definesc o orbită, indiferent de forma acesteia. În calcule, planul de coordonate principal poate fi planul eclipticii, galaxiei, ecuatorului planetar etc.
Multe studii arată astaforma geometrică a orbitei poate fi eliptică și rotunjită. Există o împărțire în închis și deschis. În funcție de unghiul de înclinare al orbitei față de planul ecuatorului Pământului, orbitele pot fi polare, înclinate și ecuatoriale.
În funcție de perioada de revoluție din jurul corpului, orbitele pot fi sincrone sau sincrone cu soarele, sincrone-diurne, cvasi-sincrone.
Așa cum a spus Kepler, toate corpurile au o anumită viteză de mișcare, adică. viteza orbitală. Poate fi constantă în întreaga circulație în jurul corpului sau poate fi modificat.
