Важную роль в формировании представлений о строении Солнечной системы сыграли также законы движения планет, которые были открыты Иоганном Кеплером (1571-1630) и стали первыми естественнонаучными законами в их современном понимании. Работы Кеплера создали возможность для обобщения знаний по механике той эпохи в виде законов динамики и закона всемирного тяготения, сформулированных позднее Исааком Ньютоном. Многие ученые вплоть до начала XVII в. считали, что движение небесных тел должно быть равномерным и происходить по «самой совершенной» кривой- окружности. Лишь Кеплеру удалось преодолеть этот предрассудок и установить действительную форму планетных орбит, а также закономерность изменения скорости движения планет при их обращении вокруг Солнца. В своих поисках Кеплер исходил из убеждения, что «в мире правит число», высказанного еще Пифагором. Он искал соотношения между различными величинами, характеризующими движение планет, - размеры орбит, период обращения, скорость. Кеплер действовал фактически вслепую, чисто эмпирически. Он пытался сопоставить характеристики движения планет с закономерностями музыкальной гаммы, длиной сторон описанных и вписанных в орбиты планет многоугольников и т.д. Кеплеру необходимо было построить орбиты планет, перейти от экваториальной системы координат, указывающих положение планеты на небесной сфере
Законы движения планет.pptx
Презентация "Законы движения планет"
ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ
СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
1011 класс
УМК Б.А.ВоронцоваВельяминова
Разумов Виктор Николаевич,
учитель МОУ «Большеелховская СОШ»
Лямбирского муниципального района Республики Мордовия
Презентация "Законы движения планет"
Многие ученые вплоть до начала XVII в. считали,
что движение небесных тел должно быть
равномерным и происходить по «самой
совершенной» кривой – окружности.
Кеплеру удалось преодолеть этот предрассудок
и установить действительную форму планетных
орбит, а также закономерность изменения
скорости движения планет при их обращении
вокруг Солнца.
В своих поисках Кеплер исходил из убеждения,
что «в мире правит число», высказанного еще
Пифагором. Он искал соотношения между
различными величинами, характеризующими
движение планет, — размеры орбит, период
обращения, скорость.
Кеплер действовал фактически вслепую, чисто
эмпирически.
Иоганн Кеплер
Презентация "Законы движения планет"
При построении орбиты Марса Кеплер воспользовался собственными
наблюдениями планеты, а также многолетними определениями координат и
конфигураций Марса, проведёнными его учителем Тихо Браге.
Иоганн Кеплер
Тихо Браге
Презентация "Законы движения планет"
Орбиту Земли Кеплер считал (в первом
приближении) окружностью, что не противоречило
наблюдениям.
Построение
орбиты Марса Кеплером
Пусть нам известно угловое расстояние Марса от
точки весеннего равноденствия во время одного
из противостояний планеты (α1), где Т1 и М1 –
положения Земли и Марса на орбите.
Спустя 687 суток (звездный период обращения
Марса) планета придет в ту же точку своей
орбиты. Земля в этот момент находится в точке Т2,
и, следовательно, угол α2 есть прямое
восхождение Марса.
Повторив подобные операции для нескольких
других противостояний Марса, Кеплер получил
еще целый ряд точек и, проведя по ним плавную
кривую, построил орбиту планеты.
Иоганн Кеплер
Презентация "Законы движения планет"
Орбиту Земли Кеплер считал (в первом
приближении) окружностью, что не противоречило
наблюдениям.
В ходе построения орбиты планеты Марс Кеплер
был поставлен перед необходимостью сделать
выбор одного из двух возможных решений:
1) считать, что орбита Марса представляет собой
окружность, и допустить, что на некоторых
участках орбиты вычисленные координаты
планеты расходятся с наблюдениями (изза
ошибок наблюдений) на 8';
2) считать, что наблюдения таких ошибок не
содержат, а орбита не является окружностью.
Будучи уверенным в точности наблюдений Тихо
Браге, Кеплер выбрал второе решение.
Иоганн Кеплер
Презентация "Законы движения планет"
Кеплер установил, что орбита Марса не окружность, а кривая, которая
называется эллипсом, при этом Солнце не располагается в центре эллипса.
Эллипс – кривая, у которой сумма
расстояний от любой точки до его
фокусов есть величина постоянная.
Иоганн Кеплер
Презентация "Законы движения планет"
Первый закон Кеплера
Каждая планета обращается вокруг Солнца
по эллипсу, в одном из фокусов которого
находится Солнце.
Иллюстрация первого закона Кеплера
на примере движения спутников Земли
Большая полуось характеризует размер орбиты планеты.
Перигелий – ближайшая к Солнцу точка орбиты.
Афелий – наиболее удалённая от Солнца точка орбиты.
Презентация "Законы движения планет"
Второй закон Кеплера
Радиусвектор планеты за равные промежутки
времени описывает равные площади.
Иллюстрация второго закона Кеплера
на примере движения спутников Земли
Согласно закону сохранения энергии,
полная механическая энергия
замкнутой системы тел, между
которыми действуют силы тяготения,
остается неизменной при любых
движениях тел этой системы. Поэтому
сумма кинетической и потенциальной
энергий планеты, которая движется
вокруг Солнца, неизменна во всех
точках орбиты и равна полной
энергии.
до Солнца уменьшается энергия потенциальная.
По мере приближения планеты к Солнцу возрастает ее скорость –
увеличивается кинетическая энергия, но вследствие уменьшения расстояния
Презентация "Законы движения планет"
Третий закон Кеплера
Квадраты звёздных периодов обращения
планет относятся между собой как кубы
больших полуосей их орбит.
Иллюстрация третьего закона Кеплера
на примере движения спутников Земли
Презентация "Законы движения планет"
«То, что 16 лет тому назад я решил искать, <...> наконец
найдено, и это открытие превзошло все мои самые
смелые ожидания...»
Иоганн Кеплер
Третий закон позволяет вычислить
относительные расстояния планет от Солнца,
используя при этом уже известные периоды
их обращения вокруг Солнца.
Не нужно определять расстояние от Солнца
каждой из них, достаточно измерить
расстояние от Солнца хотя бы одной планеты.
Величина большой полуоси земной орбиты –
астрономическая единица (а.е.) – стала
основой для вычисления всех остальных
расстояний в Солнечной системе.
Иоганн Кеплер
Презентация "Законы движения планет"
Задача. Противостояния некоторой планеты
повторяются через два года. Чему равна
большая полуось её орбиты?
Дано: S = 2 г.
Какая конфигурация планет соответствует задаче?
T1 = 1 г.
а1 = 1 а.е.
Найти: а2 = ?
Решение:
Большую полуось планеты определяем из третьего
закона Кеплера:
Вычисляем звёздный период планеты:
=
, = , = = 2 г.
1
2
3
4
Находим большую полуось планеты:
=
Ответ: =
Презентация "Законы движения планет"
Вопросы (с. 62)
1. Сформулируйте законы Кеплера.
2. Как меняется скорость планеты при ее перемещении
от афелия к перигелию?
3. В какой точке орбиты планета обладает
• максимальной кинетической энергией;
• максимальной потенциальной энергией?
Презентация "Законы движения планет"
Домашнее задание
1) § 12.
2) Упражнение 10.
1. Марс в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Земля. Какова продолжительность года на
Марсе? Орбиты планет считать круговыми.
2. Синодический период малой планеты 500 суток. Определите большую полуось ее
орбиты и звездный период обращения.
Презентация "Законы движения планет"
• ВоронцовВельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 кл. : учебник/ Б.А. ВоронцовВельяминов, Е.К.Страут. М.: Дрофа, 2013. – 238с
• CDROM «Библиотека электронных наглядных пособий «Астрономия, 910 классы». ООО «Физикон». 2003
• http://astrofishki.net/wpcontent/uploads/2012/09/4.gif
• https://juzkidzdotme.files.wordpress.com/2012/10/solarsystem8pcolor.jpg
• http://www.eduspb.com/public/img/biography/k/johannes_kepler4.jpg
• https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/01c7/000370ae42aac9bb/hello_html_67f3f718.png
• http://kosmos.net.ru/_pu/10/90732744.jpg
• http://koledj.ru/tw_refs/3/2118/2118_html_11e45202.jpg
• http://4put.ru/pictures/max/282/868762.gif
• http://www.astro.websib.ru/sites/default/files/userfiles/kepler2.gif
• http://kosmoturizm.ru/wpcontent/uploads/2017/06/HwP_UDdfKPg.jpg
• http://astrogalaxy.ru/fotorass/082007b.gif
• http://epochaplus.cz/wpcontent/uploads/TychoBrahe.jpg
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
06.05.2019
Посмотрите также:
- 📁 Плутон
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
О портале
