地球的公转轨道为什么是椭圆?
我们知道,太阳是在太阳系的中心,然后八大行星一圈一圈的以圆形围绕太阳进行运动。但是实际上根据开普勒第一定律,地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆,而且这个椭圆的偏心率e=0.0549,非常接近标准圆。
在太阳系内,各个行星围绕太阳进行运动,在此同时太阳系也在银河系中围绕着银心运动,这样就可以理解为是太阳在牵引着各个行星围绕银心运动。
那也就是说我们的地球是在小范围内围绕太阳运动,大范围内围绕银心运动,于是地球就受到了两个离心力。
那如果当地球运动到太阳与银心之间时,此时的两个离心力方向相反,离心力就会减小,这个时候地球受到太阳的万有引力将大于离心力,于是地球会向太阳靠近,形成了近日点。
如果当地球位于太阳和银心的同侧,两离心力方向相同,离心力发生叠加会变大,太阳的万有引力小于离心力,地球就会发生远离太阳的现象,这个时候形成了远日点,这就形成了一个椭圆轨道。
举个例子来理解一下,如果站在公交车里,车子向右侧转弯,这个时候你肯定会因为离心力增加而被甩向左侧。我们也可以通过计算来证明地球公转呈现椭圆轨迹,由圆周运动的向心力公式F=mv/r,这时的向心力F为是由太阳引力的GMm/r提供。
所以就有mv/r=GMm/r,得地球的公转速度v=√GM/r(r是日地平均距离,M为太阳质量,G为万有引力常数),通过这个式子可以发现地球的公转速度只与日地距离有关,而日地距离会发生变化,所以速度也会发生变化。
影响都算上,引力问题就是多体问题。二体问题的方程,可以严格解出来,多体问题,哪怕是三体问题,就解不出来。多体问题到现在还是整个数学史上,最大最难的数学问题,没人能解。
要把行星的轨道算准了,必须把其他天体的影响加进来。这个有一整套的数学方法,叫摄动理论。这个事说起来话就长了。至于您说的绕银河中心的事,是您的误解,运动都是相对的,没有绝对的参考点。太阳系绕银河中心的运动,对太阳行星的相对位置,没有影响。
当年不少人(包括亚里士多德),反对地球自转的理论,用的就是和您现在讲的,一样的思维。这个事情直到伽利略引进了惯性定律,(牛顿第一定律)才算搞明白了。
而是说这个影响,对地球太阳的影响,是一样的,所以计算地球和太阳的相对位置的时候,不用考虑。
把Celestial Mechanics打到Google里,出来的第一行,是天体力学的Wikipage。也请您读一下可以吗?
地球的公转轨道为什么是椭圆?
我们知道,太阳是在太阳系的中心,然后八大行星一圈一圈的以圆形围绕太阳进行运动。但是实际上根据开普勒第一定律,地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆,而且这个椭圆的偏心率e=0.0549,非常接近标准圆。
在太阳系内,各个行星围绕太阳进行运动,在此同时太阳系也在银河系中围绕着银心运动,这样就可以理解为是太阳在牵引着各个行星围绕银心运动。
那也就是说我们的地球是在小范围内围绕太阳运动,大范围内围绕银心运动,于是地球就受到了两个离心力。
那如果当地球运动到太阳与银心之间时,此时的两个离心力方向相反,离心力就会减小,这个时候地球受到太阳的万有引力将大于离心力,于是地球会向太阳靠近,形成了近日点。
如果当地球位于太阳和银心的同侧,两离心力方向相同,离心力发生叠加会变大,太阳的万有引力小于离心力,地球就会发生远离太阳的现象,这个时候形成了远日点,这就形成了一个椭圆轨道。
举个例子来理解一下,如果站在公交车里,车子向右侧转弯,这个时候你肯定会因为离心力增加而被甩向左侧。我们也可以通过计算来证明地球公转呈现椭圆轨迹,由圆周运动的向心力公式F=mv/r,这时的向心力F为是由太阳引力的GMm/r提供。
所以就有mv/r=GMm/r,得地球的公转速度v=√GM/r(r是日地平均距离,M为太阳质量,G为万有引力常数),通过这个式子可以发现地球的公转速度只与日地距离有关,而日地距离会发生变化,所以速度也会发生变化。
影响都算上,引力问题就是多体问题。二体问题的方程,可以严格解出来,多体问题,哪怕是三体问题,就解不出来。多体问题到现在还是整个数学史上,最大最难的数学问题,没人能解。
要把行星的轨道算准了,必须把其他天体的影响加进来。这个有一整套的数学方法,叫摄动理论。这个事说起来话就长了。至于您说的绕银河中心的事,是您的误解,运动都是相对的,没有绝对的参考点。太阳系绕银河中心的运动,对太阳行星的相对位置,没有影响。
当年不少人(包括亚里士多德),反对地球自转的理论,用的就是和您现在讲的,一样的思维。这个事情直到伽利略引进了惯性定律,(牛顿第一定律)才算搞明白了。
而是说这个影响,对地球太阳的影响,是一样的,所以计算地球和太阳的相对位置的时候,不用考虑。
把Celestial Mechanics打到Google里,出来的第一行,是天体力学的Wikipage。也请您读一下可以吗?