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宇宙是如何运转的?有遵循的规律吗?
地球是一个球体,我们扔出一个物体,如果速度足够快,扔出地球的直径以外,这个物体如何往下掉,如何运动?会如同月球一样,围绕地球旋转吗?这个速度需要多少?
如果一个围绕地球旋转的物体要脱离地球的引力运动时,会受到太阳的引力而做绕日运动?需要多大的速度?更进一步,如果要脱离太阳的引力呢?
行星的运动轨道有什么规律?各种类型的探测器需要多大的初始速度?
1602年底,开普勒运用几何学知识,阐述了行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等。这就是关于行星运动的开普勒第二定律(面积定律)。
1605年初,开普勒偶然想到了椭圆轨道这个概念,他之前认为这个解决方法太简单,以至于早期的天文学家们都忽略了。在发现椭圆形轨道适用于火星的数据之后,他立即推断出所有行星都以太阳为中心按照椭圆轨道运动,这就是关于行星运动的开普勒第一定律(椭圆定律)。
1609年, 开普勒利用丹麦天文学家第谷·布拉赫20多年所观察与收集的非常精确的天文资料(特别是火星轨道的资料)完成了《新天文学》(Astronomia nova)的手稿,但是由于第谷天文台(第谷后人的财产)的法律争议,直到1609年才发表。书中阐述了椭圆定律和面积定律。
1618年,在发表的《世界的和谐》(Harmonices Mundi)一书中阐述了所有行星绕太阳一周的恒星时间的平方与它们轨道半长轴的立方成比例,这就是开普勒第三定律(调和定律,也称周期定律)。
行星椭圆轨道半长轴a(若行星为圆轨道,则a为圆轨道的半径)的立方与行星运行周期T平方成正比,即
,k就是开普勒常量。太阳系中k的值为
。T为运行周期,如地球的运动周期大约为.cn,我们会尊重您的决定并当天作出删除处理。
有关的基础知识,介绍了角速度的定义,角速度与线速度之间的关系,以及与角速度相关的一些物理公式,供大家学习参考。
角速度ω是物体在单位时间内转过的角度。
线速度V是物体运动的速率,物理运动360度的路程为:2πR,求出它运动一周所需的时间,即圆周运动的周期:T=2πR/V
圆周运动的物体在T(周期)时间内运动的路程为2πR ,则角速度为:ω=2π / T =V / R
以上就是角速度与线速度间的计算公式,线速度与角速度是解决圆周运动的常用工具。
一些常见的物理公式(在匀速圆周运动的情况下):
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ω r
7.角速度与转速的关系ω=2 π n (此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:
弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
(1)向心力可由某个具体力提供,也可由合力提供,或由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
转速、线速度与角速度:
(T为周期,n为转速,即每分钟物体的转数)