I. Keplero ha trascorso tutta la sua vita cercando di dimostrare che il nostro sistema solare è una specie di arte mistica. Inizialmente, ha cercato di dimostrare che la struttura del sistema è simile ai poliedri regolari dell'antica geometria greca. All'epoca di Keplero si sapeva che esistevano sei pianeti. Si credeva che fossero posti in sfere di cristallo. Secondo lo scienziato, queste sfere erano posizionate in modo tale che i poliedri della forma corretta si adattassero esattamente tra le sfere vicine. Tra Giove e Saturno c'è un cubo inscritto nell'ambiente esterno in cui è inscritta la sfera. Tra Marte e Giove c'è un tetraedro, e così via. Dopo molti anni di osservazione degli oggetti celesti, apparvero le leggi di Keplero, che confutò la sua teoria dei poliedri.
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Il sistema geocentrico tolemaico del mondo è stato sostituito dal sistema dell'eliocentricotipo creato da Copernico. Ancora più tardi, Keplero scoprì le leggi del moto dei pianeti attorno al Sole.
Dopo molti anni di osservazioni dei pianeti, sono apparse le tre leggi di Keplero. Considerali nell'articolo.
Primo
Secondo la prima legge di Keplero, tutti i pianeti del nostro sistema si muovono lungo una curva chiusa chiamata ellisse. Il nostro luminare si trova in uno dei fuochi dell'ellisse. Ce ne sono due: questi sono due punti all'interno della curva, la somma delle distanze da cui a qualsiasi punto dell'ellisse è costante. Dopo lunghe osservazioni, lo scienziato è stato in grado di rivelare che le orbite di tutti i pianeti del nostro sistema si trovano quasi sullo stesso piano. Alcuni corpi celesti si muovono in orbite ellittiche vicino a un cerchio. E solo Plutone e Marte si muovono in orbite più allungate. Sulla base di ciò, la prima legge di Keplero fu chiamata legge delle ellissi.
Seconda legge
Lo studio del movimento dei corpi permette allo scienziato di stabilire che la velocità del pianeta è maggiore durante il periodo in cui è più vicino al Sole, e minore quando è alla sua massima distanza dal Sole (queste sono le punti del perielio e dell'afelio).
La seconda legge di Keplero dice quanto segue: ogni pianeta si muove su un piano che passa per il centro della nostra stella. Allo stesso tempo, il vettore raggio che collega il Sole e il pianeta in studio descrive aree uguali.
Quindi, è chiaro che i corpi si muovono intorno alla nana gialla in modo non uniforme, e hanno una velocità massima al perielio e una velocità minima all'afelio. In pratica, questo può essere visto dal movimento della Terra. Annualmente all'inizio di gennaioil nostro pianeta, durante il passaggio per il perielio, si muove più velocemente. Per questo motivo, il movimento del Sole lungo l'eclittica è più veloce che in altri periodi dell'anno. All'inizio di luglio, la Terra si muove attraverso l'afelio, il che fa sì che il Sole si muova più lentamente lungo l'eclittica.
Terza legge
Secondo la terza legge di Keplero, viene stabilita una connessione tra il periodo di rivoluzione dei pianeti attorno alla stella e la sua distanza media da essa. Lo scienziato ha applicato questa legge a tutti i pianeti del nostro sistema.
Spiegazione delle leggi
Le leggi di Keplero possono essere spiegate solo dopo la scoperta della legge di gravità da parte di Newton. Secondo esso, gli oggetti fisici prendono parte all'interazione gravitazionale. Ha universalità universale, che colpisce tutti gli oggetti di tipo materiale e campi fisici. Secondo Newton, due corpi stazionari agiscono reciprocamente con una forza proporzionale al prodotto del loro peso e inversamente proporzionale al quadrato degli spazi tra loro.
Movimento indignato
Il movimento dei corpi del nostro sistema solare è controllato dalla forza di gravità della nana gialla. Se i corpi fossero attratti solo dalla forza del Sole, allora i pianeti si muoverebbero attorno ad esso esattamente secondo le leggi del moto di Keplero. Questo tipo di movimento è chiamato imperturbato o kepleriano.
In effetti, tutti gli oggetti del nostro sistema sono attratti non solo dal nostro luminare, ma anche l'uno dall' altro. Pertanto, nessuno dei corpi può muoversi esattamente lungo un'ellisse, un'iperbole o un cerchio. Se un corpo devia dalle leggi di Keplero durante il movimento, allora questosi chiama perturbazione, e il moto stesso si dice perturbato. Questo è ciò che è considerato reale.
Le orbite dei corpi celesti non sono ellissi fisse. Durante l'attrazione da parte di altri corpi, l'ellisse dell'orbita cambia.
Contributo di I. Newton
Isaac Newton riuscì a dedurre dalle leggi di Keplero del moto planetario la legge di gravitazione universale. Newton usò la gravitazione universale per risolvere i problemi di meccanica cosmica.
Dopo Isaac, il progresso nel campo della meccanica celeste fu lo sviluppo della scienza matematica usata per risolvere le equazioni che esprimono le leggi di Newton. Questo scienziato è stato in grado di stabilire che la gravità del pianeta è determinata dalla distanza e dalla massa, ma indicatori come la temperatura e la composizione non hanno alcun effetto.
Nel suo lavoro scientifico, Newton ha mostrato che la terza legge kepleriana non è del tutto accurata. Ha mostrato che durante il calcolo è importante tenere conto della massa del pianeta, poiché il movimento e il peso dei pianeti sono correlati. Questa combinazione armonica mostra la relazione tra le leggi kepleriane e la legge di gravità di Newton.
Astrodinamica
L'applicazione delle leggi di Newton e Keplero divenne la base per l'emergere dell'astrodinamica. Questa è una branca della meccanica celeste che studia il movimento dei corpi cosmici creati artificialmente, vale a dire: satelliti, stazioni interplanetarie, varie navi.
L'astrodinamica è impegnata nei calcoli delle orbite dei veicoli spaziali e determina anche quali parametri lanciare, quale orbita lanciare, quali manovre devono essere eseguite,pianificazione dell'effetto gravitazionale sulle navi. E questi non sono affatto tutti i compiti pratici che vengono anteposti all'astrodinamica. Tutti i risultati ottenuti vengono utilizzati in un'ampia varietà di missioni spaziali.
L'astrodinamica è strettamente correlata alla meccanica celeste, che studia il movimento dei corpi cosmici naturali sotto l'influenza della gravità.
Orbite
Sotto l'orbita comprendi la traiettoria di un punto in un dato spazio. Nella meccanica celeste, si crede comunemente che la traiettoria di un corpo nel campo gravitazionale di un altro corpo abbia una massa molto più grande. In un sistema di coordinate rettangolare, la traiettoria può avere la forma di una sezione conica, ad es. essere rappresentato da una parabola, ellisse, cerchio, iperbole. In questo caso, il fuoco coinciderà con il centro del sistema.
Per molto tempo si è creduto che le orbite dovessero essere rotonde. Per molto tempo, gli scienziati hanno cercato di scegliere esattamente la versione circolare del movimento, ma non ci sono riusciti. E solo Keplero ha potuto spiegare che i pianeti non si muovono su un'orbita circolare, ma allungata. Ciò ha permesso di scoprire tre leggi che potrebbero descrivere il movimento dei corpi celesti in orbita. Keplero scoprì i seguenti elementi dell'orbita: la forma dell'orbita, la sua inclinazione, la posizione del piano dell'orbita del corpo nello spazio, la dimensione dell'orbita e la tempistica. Tutti questi elementi definiscono un'orbita, indipendentemente dalla sua forma. Nei calcoli, il piano delle coordinate principali può essere il piano dell'eclittica, della galassia, dell'equatore planetario, ecc.
Diversi studi lo dimostranola forma geometrica dell'orbita può essere ellittica e arrotondata. C'è una divisione in chiuso e aperto. A seconda dell'angolo di inclinazione dell'orbita rispetto al piano dell'equatore terrestre, le orbite possono essere polari, inclinate ed equatoriali.
Secondo il periodo di rivoluzione attorno al corpo, le orbite possono essere sincrone o sincrone solari, sincrone-diurne, quasi sincrone.
Come diceva Keplero, tutti i corpi hanno una certa velocità di movimento, ad es. velocità orbitale. Può essere costante durante l'intera circolazione intorno al corpo o cambiare.
