Mi a pálya
Kering a csillagászat - égitest útját a térben. Bár a pályán is lehet nevezni pályája egy test, általában azt jelentette, a relatív mozgását kölcsönható szervek: például, a bolygó kering a Nap körül, műholdak körül egy bolygó vagy egy csillag a csillag rendszer viszonylag összetett közös tömegközéppont. Mesterséges műhold „megy pályára,” amikor elkezd mozogni körpályán a Föld körül, vagy a napot. A „pályán” is használják atomfizikában a leírását elektronszerkezet.
Abszolút és relatív pályája
Abszolút pályára nevezzük a test, ahogy a keret, amely bizonyos értelemben tekinthető univerzális, és ezért abszolút. Ez a rendszer tekinthető a világegyetem nagy léptékű, egészében véve, és ez az úgynevezett „inerciális rendszer.” Relatív keringő útvonalat a szervezetben úgynevezett referencia képkocka, amely maga is mozog abszolút pályára (a görbe pálya egy változtatható sebességű). Például, a műhold pályára általában azt mutatják, a mérete, alakja és orientációja a földre. Az első közelítésben ez ellipszis, melynek középpontjában a Föld, és a sík képest állandó a csillagok. Nyilvánvaló, hogy ez a relatív pályája meghatározott kapcsolatban a Föld, ami önmagában is mozog a nap körül. A távoli megfigyelő azt mondják, hogy a műhold képest mozog a csillagok egy komplex spirális pálya; az abszolút pályára. Egyértelmű, hogy az alak a pályán függ a megfigyelő referenciakeret mozgás.
Hogy különbséget kell tenni az abszolút és a relatív pályája azért jelentkezik, mert Newton csak akkor érvényesek, egy Inerciarendszer, így lehet használni abszolút kering csak. Azonban, mi mindig foglalkozik a relatív pályája égitestek, mert látják, hogy a mozgás keringő a Nap körül és a forgó Földön. De ha az abszolút pályára földi megfigyelő ismert, akkor sem átvinni minden relatív pályája abszolút vagy törvényi Newton egyenlet igaz utalás a rendszer a Földön.
Abszolút és relatív pályája jól illusztrálja az a kettős csillag. Például Sirius nyilvánvaló a szabad szemmel egyetlen csillag nézve egy nagy távcső egy pár csillag. Az út mindegyik vezethető külön kapcsolatban a szomszédos csillag (figyelembe véve, hogy ők maguk is mozog). A megfigyelések azt mutatják, hogy a két csillag nemcsak megfordult egymással, hanem a mozgás a térben oly módon, hogy közöttük mindig van egy pont mozog egy egyenes vonal állandó sebességgel (1.). Ezt a pontot nevezzük a tömegközéppont. Gyakorlatilag ez jár egy inerciális vonatkoztatási rendszer, és a pályákat a csillagok vele kapcsolatban vannak az abszolút pályára. Minél távolabb van a tömegközéppontja a csillag, így könnyebb. Ismerete az abszolút kering hagyjuk csillagászok kiszámításához külön-külön a tömeg a Sirius A és Sirius B.
Ha megmérjük a helyzet Sirius B tekintetében a Szíriusz A, megkapjuk a relatív pályája. A távolság a két csillag mindig megegyezik az összeg a távolságok a tömegközéppont, így a relatív pályán ugyanolyan alakú, mint az abszolút, és a mérete megegyezik az összegük. Ismerve a méret a relatív pályája és keringési ideje, lehetséges, a Kepler harmadik törvénye, kiszámításához össztömege a csillagok.
Egy bonyolultabb példa a mozgás a föld, a hold és a nap alatt. Mindegyik szervek mozog a pályáján az össz abszolút tömegközéppont. De ahogy a nap messze meghaladja az összes tömeg vett, hogy képviselje a Hold és a Föld formájában egy pár, a tömegközéppont, hogy elmozdul elliptikus pályán a nap körül. Azonban ez a relatív pályája nagyon közel van az abszolút.
Mozgása a Föld tömegközéppontja a Föld - Hold a legpontosabban mérhető rádióteleszkóp, a távolság a meghatározó bolygóközi állomás. 1971-ben, amikor a repülő készülék „Mariner 9” Mars periodikus eltérések távolságokat, hogy meghatározzuk a mozgás amplitúdója a Föld pontossággal 20-30 m tömegközéppontja a Föld rendszer -. Hold fekszik a föld belsejében 1700 km a felszín alatt, és a tömeg aránya a Föld és a Hold 81,3007. Ismerve a teljes tömege található a paramétereket a relatív pályán, könnyen megtalálja és súlya az egyes szervek.
Beszél a relatív mozgás, akkor véletlenszerűen választja ki a kiindulási pont: a relatív pályája a Föld a Nap körül pontosan ugyanaz, mint a relatív pályája a Nap a Föld körül. A vetítés a pályára rá az égi szféra az úgynevezett „ekliptika”. Az év folyamán a Nap mozog az ekliptika mentén körülbelül 1 ° naponta, és nézve a Nap, pontosan ugyanúgy, ahogy a Föld mozog. Ekliptikus sík hajlik a égi egyenlítő síkjában van 23 ° 27”, azaz ez a szög között az egyenlítő a föld és annak pályasík. Minden kering a Naprendszerben jelzik az ekliptika síkjában.
A pályája a Hold és a bolygók
A példában a Hold mutatják, hogy a pályán le. Ez a relatív pályája, melynek síkja ferde körülbelül 5 ° ekliptika. Ezt a szöget nevezik „hajlam” Hold pályáján. A repülőgép a Hold pályájának keresztezi az ekliptika a „vonal csomópontok”. Egyikük, ahol a hold halad délről északra, az úgynevezett „emelkedő node”, és a többi - „felülről lefelé”.
Ha a Föld és a Hold izoláltunk gravitációs hatása más szerveinek Hold pályáján csomópontok mindig lenne egy fix helyzetben az égen. De hatása miatt a Nap a Hold mozgás fordított mozgása csomópontok, azaz a mozognak az ekliptika mentén a nyugati, hogy egy teljes fordulatot 18,6 év. Hasonlóképpen, a pályája a mesterséges holdak csomópontok mozognak miatt zavaró hatása a Föld egyenlítői dudor.
A föld nem található a központ a Hold pályáján, és annak egyik fókusza. Ezért egy bizonyos ponton a pályára a Hold a Földhöz legközelebb; a "földközelben". A szemben lévő ponton van a legtávolabb a Föld; Ez a „csúcspont”. (. Megfelelő feltételek mellett a Nap - „perihelion” és „aphelion”) felét távolságok összege a földközelben, és éli az úgynevezett átlagos távolság; ez egyenlő a legnagyobb átmérő fele (főtengelye) a pályán, ezért az úgynevezett „nagytengely”. Földközelben és tetőpont úgynevezett „apszis”, és az azokat összekötő fel - főtengelye - „vonal apses.” Ha nem zavar a Nap és a bolygók, a apses vonal lenne egy fix irány az űrben. De mivel a perturbáció a Hold pályáján apses vonal mozog kelet felé egy időszak 8,85 év. Ugyanez történik a sorok apses műholdak hatása alatt a Föld egyenlítői dudor. A bolygók sorban apszis (a aphélium) előrelépni hatása alatt a többi bolygó.
Méret orbitális fél nagytengely hossza határozza, és annak alakját -értékei úgynevezett „excentricitás”. A excentricitása Hold pályáján számítjuk a következő képlet segítségével:
(Távolság a tetőpont - Átlagos távolság) / átlagos távolság
vagy a általános képletű
(Átlagos távolság - távolság földközel) / átlagos távolság
A tetőpont és földközelben a bolygók ezeket a képleteket helyébe a aphelion és perihelion. A excentricitása a körpálya nulla; minden elliptikus pályája ez kevesebb, mint 1,0; egy parabola pályán pontosan egyenlő 1,0; ez nagyobb, mint 1,0 hiperbolikus kering.
Orbit teljesen definiált, ha megadott méretű (átlagos távolság), alakja (excentricitás), a dőlés, a helyzetét a felszálló csomópont és földközel helyzetben (a Hold) vagy perihelion (bolygók). Ezek az értékek az úgynevezett „elemek” pályára. mesterséges műhold pályára elemek meghatározása az ugyanaz, mint a hold, de általában nem tekintetében az ekliptika, és a repülőgép földi Egyenlítő.
Hold kering a Föld körül egy időben az úgynevezett „csillagászati időszak” (27,32 nap); után kerül vissza az eredeti helyzetébe képest a csillagok; igaz keringési idővel. De ez idő alatt a Nap mozog az ekliptika mentén és a Hold szükséges még két napot, hogy a kezdeti szakaszban, azaz a ugyanabban a helyzetben képest a napot. Ez az időintervallum úgynevezett „szinodikus időszak” hold (kb. 29,5 nap). Ugyanígy a bolygók keringenek a Nap körül a sziderikus periódus és teljeskörű ciklus felépítése - a „esti csillag” a „hajnalcsillag”, és vissza - a szinodikus időszakban. Egyes elemeit a pályája a bolygók szerepel a táblázatban.
Az átlagos távolság a műhold a fő komponens határozza meg a sebességet bizonyos fix távolságot. Például a Föld lesz egy majdnem kör alakú pályán a parttól 1 AU (Csillagászati egység) a nap sebességgel 29,8 km / s; bármely más szerv, amely ugyanabban a távolságban ugyanolyan sebességgel, akkor is mozog olyan pályán, amelynek átlagos távolsága a Naptól 1 AU függetlenül attól, az alak a pályán, és a a mozgás irányát. Így, egy olyan szerv egy adott ponton mérete függ az orbitális sebesség értékek, és az alakja - a sebesség irányát (lásd ábra.).
Ez közvetlenül kapcsolódik a pályáját mesterséges holdak. Megjelenítéséhez műhold a kívánt pályára, meg kell, hogy azt a bizonyos magasságban a föld felett, és mondja meg neki, egy bizonyos sebesség egy bizonyos irányba. És meg kell tenni, nagy pontossággal. Ha szükséges, például, átadott magasságban keringenek, 320 km, és nem térnek el a több mint 30 km, ez nem változhat az a sebesség, a magassága a becsült 310-330 km (7,72 km / s) nagyobb, mint 5 m / s, és a sebesség irányát párhuzamosnak kell lennie a föld felszínén belül 0,08 °
Az előbbi fontos a üstökösök. Általában mozognak nagyon hosszúkás pályája, amely gyakran eléri különcségeit 0.99. És bár az átlagos távolság és keringési idő nagyon magas, perihelion tudják megközelíteni a nagy bolygók, mint a Jupiter. Attól függően, hogy melyik irányból az üstökös repül Jupiter, ő is, annak vonzás hogy növelje vagy csökkentse a sebességet (lásd az ábrát).. Ha a sebesség csökken, az üstökös fog mozogni egy kisebb pályára; Ebben az esetben azt mondjuk, hogy „rögzítik” a bolygót. Minden üstökösök időszakokban kevesebb, mint néhány millió éves, valószínűleg már készített ezen a módon.
Ha a sebesség az üstökös a Nap növekedni fog, és a növekedés pályáján. És a megközelítési sebesség egy bizonyos határt pályára növekedés rohamosan felgyorsult. A parttól 1 AU a Naptól, ez sebességkorlátozás 42 km / s. A nagyobb sebesség a test mozog egy hiperbolikus pályában, és soha nem tért vissza perihelion. Ezért ezt a sebességhatárt az úgynevezett „elszabadult sebesség” a Föld pályáját. Közelebb a Sun elszabadult sebessége nagyobb, és távol a nap - kevesebb.
Amikor egy üstökös megközelíti a Jupiter távolságból, a sebesség közel van a szökési sebesség. Ezért közelében repül Jupiter, az üstökös elég csak kis mértékben növeli a sebessége meghaladhatja a határt, és soha nem megy vissza a környéken a nap. Egy ilyen üstökös az úgynevezett „dobott”.
Szökési sebesség Föld
A koncepció a szökési sebesség nagyon fontos. Mellesleg, ez is gyakran nevezik sebességgel „ellátás”, vagy „menekülési”, sőt „parabola”, vagy „szökési sebességet.” Az utóbbi kifejezést használják az űrprogram, amikor elindítja a más bolygókon. Mint már említettük, a vezetés egy kis körpálya műhold kell mondani a sebesség mintegy 8 km / s, ami az úgynevezett „első helyet”. (Pontosabban, ha nem zavarják a légkör, a Föld felszínén lenne egyenlő 7.9 km / sec.) A növekedés a Föld felszínét a műhold pálya sebessége úgy válik egyre hosszúkás: annak átlagos távolság növekszik. Amikor a szökési sebesség elérésekor a készülék kilép a Föld örökre.
Számoljuk ki a kritikus sebesség elég egyszerű. a kinetikus energia a test a föld közelében egyenlőnek kell lennie a gravitációs erő, amikor mozog a test felszínéről a Föld „a végtelenségig”. Mivel a vonzás gyorsan csökken a magasság (inverz távolság négyzetével), lehetőség van arra, hogy korlátozzák a munkát a régióban a Föld sugara:
Itt a kinetikus energia a bal mozgó testtömeg sebességgel, a jobb munka gravitációs mg távolság a Föld sugara (R = 6371 km). Ebből az egyenletből, azt látjuk, a sebesség (és ez nem egy közelítés, és pontos kifejezés):
Mivel a nehézségi gyorsulás a Föld felszíne g = 9,8 m / s2, az elszabadult sebesség egyenlő 11,2 km / s.
Maga a Nap, valamint a környező bolygók és kis szervezetek a Naprendszer mozog a galaktikus pályán. Ami a legközelebbi csillagok nap közlekedik 19 km / s abba az irányba, a lényeg a konstelláció Hercules. Ez a pont az úgynevezett „csúcsa” a Nap mozgását. És általában az egész csoport legközelebbi csillagok, köztük a nap, galaxis kering center pályáján sugár 251016 km sebességgel 220 km / s időtartamra 230 Mill. S. Ez a pálya meglehetősen bonyolult, mert a nap mozgását folyamatosan ki van téve zavaró más nagytömegű csillagok és a csillagközi gázfelhő.