什么是行星三大定律!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 10:44:24
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行星运动三大定律:
十七世纪初,Kepler 提出行星运动三大定律,使西方天文学起了巨大的改变。十七世纪下半,Newton 提出了他自己的运动定律及万有引力定律,并且证明在适当的条件下,Kepler 行星运动定律与万有引力定律是可以互导的。

1601年 Kepler 接替著名的天文学家 Tycho Brahe(1546~1601年),成为神圣罗马帝国的宫廷数学家。Kepler 不但接替了 Brahe 的职位,而且继承了他的遗产——几十年的星象纪录(望远镜发明前最精确的纪录)。

Kepler 仔细核算这些纪录,设想行星运动种种可能的轨道,经过多年的努力,终於在1609年发表他的头两条运动定律,然后再经过十年的努力,於1619年发表第三运动定律。这三条定律是这样的:

一、(轨道论)行星运行的轨道为椭圆,太阳居其一焦点。
二、(面积论)行星与太阳的连线在等长的时间内扫过相同的面积。
三、(周期论)行星绕行太阳一周所需要的时间 T,和行星轨道半轴长 a 之间有如下的关系:T2 : a3 为定值(所有的行星都相同)。
这三条定律将太阳系用数学结成一体,使 Copernicus 的太阳中心说得以确立,使天文学在定性定量两方面都进入了新纪元。

半个世纪后,Newton 提出了他自己的运动定律,其中第二条说:力向量 、加速度向量 与质量 m 之间的关系为 。 Newton 的万有引力定律则说:质量 M 对质量 m 的引力 为 ,G 为万有引力常数。此处的 M 所在位置为原点, 表 m 所在位置之位置向量。

如果 M 表太阳,m 表一行星,则由 Newton 第二运动定律及万有引力定律可得 ,它把行星运动的位置向量与加速度向量以简单的公式相联。

用极坐标,将太阳置於原点, 表行星的位置。设 为位置向量的单位向量, 为与 垂直的单位向量,t 表时间,则经由连锁法则的计算可得

Kepler 定律与万有引力定律之间的互导,其主要架构如下:

一、面积律与向心律相当: 为向心律, 为面积律。
二、假定了面积律(及向心律),则轨道