CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH

CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLECHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH

MỞ ĐẦU

Hệ mặt trờiThái dương hệ

Thiên vương tinh

Mặt trời

Mộc tinh

Hải vương tinh

Thổ tinh

Thiên vương tinh

Mặt trời

Mộc tinh

Hải vương tinh

Thổ tinh

Hoả tinhTrái đất

Diêm vương tinh

Kim tinh

Thuỷ tinh

Thuỷ tinh

Cách mặt trời 57.910.000 km

Đường kính 4880 km

Chu kì quay quanh Mặt trời 87.9 ngày

Chu kì tự quay quanh trục58 ngày

Nhiệt độ ban ngày 3500 c

Nhiệt độ ban đêm -1700 c

Kim tinh



Chu kì quay quanh Mặt trời 224.7 ngày

Bị bao phủ bởi lớp mây H2SO4

Nhiệt độ 4770C

Trái đấtCách mặt trời 149.600.000km

Chu kì quay quanh mặt trời 365.25 ngày


Hoả tinhCách mặt trời 227.940.000 km

Một ngày dài hơn trên trái đất 40 phút

Chu kì quay quanh mặt trời 1.88 năm


Nhiệt độ thay đổi từ 17 đến 123 0C

Mộc tinh


Chu kì quay quanh mặt trời 11,86 năm

Đường kính 142.980 km

Có 16 vệ tinh tự nhiên

Thời gian một ngày bằng nửa trên trái đất

Thổ tinh

Cách mặt trời 1.427.000.000 km



Đường kính 120.540 km

Thiên vương tinh


Chu kì quay quanh mặt trời 84 năm


Nhiệt độ thấp nhất là -2150C


Hải vương tinh




Tìm ra bằng tính toán

Diêm vương tinh

Cách mặt trời 5.913.520.000 km



Nhiệt độ -2200C

Vấn đề đặt ra là:

• Các hành tinh chuyển động quanh mặt trời như thế nào?

• Chúng chuyển động có qui luật nào không?

Chúng ta xem lại quĩ đạo chuyển động của các hành tinh

CÁC ĐỊNH LUẬT KÊPLE

Ba định luật Kêple

• Định luật I: Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt trời là một tiêu điểm.

b

aM

F F’Mặt trời

Trái đất

MF+MF’= Hằng số

a : gọi là bán trục lớn

b : gọi là bán trục nhỏ

Tâm sai e=FF’/2a

Định luật I

Một số thông số về quĩ đạo chuyển động của các hành tinh

Bán trục lớn (đơn vị thiên văn ao)

Tâm sai e

Chu kì quay T (năm)

Thuỷ tinh 0,387 0,206 0,24

Kim tinh 0,723 0,007 0,615

Trái đất 1,000 0,017 1,000

Hoả tinh 1,524 0,093 1,881

Mộc tinh 5,203 0,048 11,860

Thổ tinh 9,540 0,056 29,460Đơn vị thiên văn ao bằng khoảng cách TB từ trái đất đến mặt trời

Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời Khi gần nhau nhất là 147,5 triệu km (ngày 03/1)

Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời Khi xa nhau nhất là 152,6 triệu km (ngày 05/7)

• Định luật II: Đoạn thẳng nối Mặt trời và một hành tinh bất kì quét những diện tích như nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau.

Định luật II

S

S

S

∆t

∆t∆t

Có nhận xét gì về vận tốc dài của các hành tinh?

Càng xa mặt trời vận tốc dài cành giảm

Hành tinh có chuyển động đều hay không?

Đối với trái đất:

Vận tốc tại điểm xa mặt trời nhất là: 29,3 km/s

Vận tốc tại điểm gần mặt trời nhất là: 30,3 km/s

Chuyển động của các hành tinh có mối quan hệ với nhau không?

T2 T (năm) a3 (đv thiên văn)

Thuỷ tinh 0,0576 0,05796

Kim tinh 0,3782 0,37793

Trái đất 1,000 1,000

Hoả tinh 3,5382 3,5396

Mộc tinh 140,6596 140,8515

Thổ tinh 867,8916 868,2506

T2/a3= Hằng số

• Định luật III: Tỉ số lập phương bán trục lớn của quĩ đạo chuyển động và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh mặt trời.

Định luật III

kT

a

T

a

T

a

n

n 2

3

22

32

21

31 ...

Trong đó: a1, a2 ,…..,an là bán trục lớn của các hành tinh T1, T2, ………, Tn là chu kì của các hành tinh K là hằng số

Có thể chứng minh định luật Kêple bằng lí thuyết?

Coi quĩ đạo chuyển động của các hành tinh gần đúng là tròn.

rT

rr

vaht 2

22

2 4

22

21

32

31

22

21

32

31

22

22

222

2

21

12

121

111

4

4

T

T

a

a

T

T

r

r

T

rM

r

MMG

T

rM

r

MMGaMF

T

Tht

BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE

Khoảng cách từ Mộc tinh đến Mặt trời là R1

Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời là R2. Cho R2/ R1=0,192

Hỏi thời gian 1 năm trên Mộc tinh bằng bao nhiêu so với trên Trái đất?

Trong khoảng thời gian 1 năm( của hành tinh đó), Hành tinh quay được mấy vòng quanh Mặt trời?

Hành tinh quay được 1vòng quanh Mặt trời

Thời gian hành tinh quay được 1vòng quanh Mặt trời liên hệ như thế nào với chu kì quay quanh Mặt trời của nó?

∆t= T Theo định luật III của Kêple ta có 3

21

22

21

22

31

32 192,0

T

T

T

T

R

RVậy T1=11,886 năm

VỆ TINH NHÂN TẠO. VẬN TỐC VŨ TRỤ

Vệ tinh nhân tạo

Thế nào là vệ tinh tự nhiên?

Vệ tinh tự nhiên là những thiên thể chuyển động xung quanh hành tinh.

Ví dụ: Trái đất có vệ tinh tự nhiên là mặt trăng.

Vệ tinh nhân tạo?

Là vệ tinh do con người tạo nên.

Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh có chu kì quay quanh Trái đất bằng chu kì tự quay của Trái đất

Chuyển động của vệ tinh có tuân theo định luật Kêple không?

Có tuân theo định luật Kêple

Vậy vệ tinh địa tĩnh phải có độ cao bao nhiêu?

Áp dụng định luật Kêple ta có 22

32

21

31

T

a

T

a

Trong đó a1 =384.000km là khoảng cáchtừ mặt trăng đến trái đất; T1 =27,5 ngày

là chu kì quay của mặt trăng quanh trái đất

Chu kì quay của vệ tinh địa tĩnh T2=24 giờ( một ngày)

Ta tính được a2 (độ cao của vệ tinh so với trái đất) vào khoảng 42000km

Tốc độ vũ trụ

Nếu tiếp tục tăng vận tốc thì sao?

v1

Tầm xa

v2

V2>v1

h

Khi vận tốc đủ lớn

TĐ

VI

VII

VIII

Là vệ tinh của trái đất

Là hành tinh của Mặt trời

Bay ra khỏi hệ Mặt trời

VII =11,2km/s : Vận tốc vũ trụ cấp II

VI =7,9 km/sVận tốc vũ trụ cấp I

VIII =16,7km/s : Vận tốc vũ trụ cấp III

Bài tập vận dụng• Tìm khối lượng của Trái đất, biết khoảng cách Trái

đất - mặt trăng r= 384000 km và chu kì quay của Mặt trăng quanh Trái đất là T=27,5 ngày.

• Ta có 2

32

22

3

22

22

222

2 4

4

4

GT

rM

GM

T

r

T

rM

r

MMG d

d

t

td

Thay số vào ta Md=5,98.1024kg

Documents

CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH