Закони Кеплера – закони руху небесних тіл. З прадавніх часів вважалося, що небесні тіла рухаються по «ідеальних кривих» - колах. Геоцентрична система. - презентация

1 Закони Кеплера – закони руху небесних тіл

2 З прадавніх часів вважалося, що небесні тіла рухаються по «ідеальних кривих» - колах. Геоцентрична система Птолемея Клавдій Птолемей

3 У теорії Миколи Коперника, творця геліоцентричної системи світу, круговий рух також не брався під сумнів. Миколай Коперник (1473–1543) Геліоцентрична система світу Коперника

4 Спостережуване положення планет не відповідало попередньо обчисленому відповідно до теорії кругового руху планет довкола Сонця. Чому? У XVII столітті відповідь на це питання шукав німецький астроном Іоганн Кеплер. Йоганн Кеплер (1571–1630 )

5 Тихо Браге ( ) Йоганн Кеплер вивчав рух Марса за результатами багатолітніх спостережень датського астронома Тихо Брага.

6 Еліпс - геометричне місце крапок, для яких сума відстаней від двох заданих точок (фокусів F 1 і F 2 ) є величина постійна і рівна довжині великої осі. Лінія, що сполучає будь-яку точку еліпса з одним з його фокусів, називається радіусом-вектором цієї крапки. Йоганн Кеплер виявив, що орбіта Марса не коло, а еліпс. Міра відмінності еліпса від кола характеризує його ексцентриситет, рівний відношенню відстаней між фокусами до великої осі: е = F 1 F 2 / A 1 A 2. При збігу фокусів (е = 0) еліпс перетворюється на коло.

7 Закони Кеплера застосовні не лише до руху планет, але і до руху їх природних і штучних супутників

8 Кожна планета рухається по еліпсу, в одному із фокусів якого знаходиться Сонце. Перший закон Кеплера:

9 Орбіти планет – еліпси, що мало відрізняються від кіл, оскільки їх ексцентриситети малі. НазваЕксцентриситет Меркурій0,206 Венера0,007 Земля0,017 Марс0,093 Юпітер0,049 Сатурн0,057 Уран0,046 Нептун0,011 Плутон0,244

10 Велика піввісь орбіти планети – це її середня відстань від Сонця. Середня відстань Землі від Сонця прийнята в астрономії за одиницю відстані і називається астрономічною одиницею: 1 а.о. = км. Найближчу до Сонця точку орбіти називають перигелієм (греч. пері – біля, біля; Геліос – Сонце), а найбільш видалену – афелієм (греч. апо – вдалині).

11 По еліпсах рухаються не лише планети, але і їх природні і штучні супутники. Найближча до Землі точка орбіти Місяця або штучного супутника Землі називається перигеєм (грец. Гея або Ге – Земля), а найбільш видалена – апогеєм. Перигей Апогей

12 радіус-вектор планети за однакові проміжки часу описує рівні площі. Другий закон Кеплера (закон рівних площ): Ілюстрація другого закону Кеплера на прикладі руху супутника Землі

13 Перигелий Афелий М1М1 М2М2 М3М3 М4М4 Планети рухаються довкола Сонця нерівномірно: лінійна швидкість планет поблизу перигелія більша, ніж поблизу афелію. У Марса поблизу перигелія швидкість рівна 26,5 км/с, а біля афелію - 22 км/с. В деяких комет орбіти настільки витягнуті, що поблизу Сонця їх швидкість доходить до 500 км/с, а в афелії знижується до 1 см/с. S

14 Квадрати сидеричних періодів обертання двох планет навколо Сонця відносяться як куби великих півосей їхніх орбіт: Третій закон Кеплера: Ілюстрація третього закону Кеплера на прикладі руху супутників Землі

15 Швидкості близьких до Сонця планет значно більше, чим швидкості далеких.

16 Перший закон Кеплера: кожна планета рухається по еліпсу, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце. Другий закон Кеплера: радіус-вектор планети за рівні проміжки часу описує рівні площі. Третій закон Кеплера: квадрати сидеричних періодів звернень двох планет відносяться як куби великі піввісь їх орбіт. Кеплер досліджував рухи всіх відомих у той час планет і емпірично вивів три закони руху планет відносно Сонця.