Zawartość
- Rozumiem elipsy
- Dlaczego planety krążą po orbicie
- Fabuła
- Bardzo eliptyczne orbity
- Efekty orbity eliptycznej
Orbita eliptyczna to obrót jednego obiektu wokół drugiego po owalnej ścieżce zwanej elipsą. Planety w Układzie Słonecznym krążą wokół Słońca po orbitach eliptycznych. Wiele satelitów krąży wokół Ziemi po eliptycznych orbitach w taki sam sposób jak Księżyc. W rzeczywistości większość obiektów w kosmosie porusza się po eliptycznych orbitach.
Rozumiem elipsy
Elipsa jest jak wydłużony okrąg, tak jakby rozciągnęła się na końcach. Podczas gdy rozmiar koła jest mierzony średnicą, rozmiar elipsy jest mierzony za pomocą większej i mniejszej osi. Podczas gdy większa oś mierzy największą odległość przez elipsę, mniejsza oś mierzy najkrótszą. Matematycy definiują elipsę za pomocą ognisk, zasadniczo dwóch „środków” kształtu lub, w przypadku orbity eliptycznej, dwóch punktów, wokół których obracają się obiekty.
Dlaczego planety krążą po orbicie
Każdy obiekt o masie wywiera siłę grawitacji na wszystkie inne obiekty. Grawitacja rośnie wraz z masą, więc im masywniejszy obiekt, tym większa siła grawitacji. Dlatego w skali planetarnej siła grawitacji jest ogromna. Kiedy planeta, podobnie jak Ziemia, przemieszcza się w przestrzeni, wpływają na nią wszystkie inne ciała wokół niej, a najbardziej masywnym ciałem w Układzie Słonecznym jest Słońce. Kiedy Ziemia zostaje pochwycona przez siłę grawitacji Słońca, jej tor zostaje odchylony, powodując jej obrót w kierunku najbardziej masywnego obiektu. Jeśli grawitacja najbardziej masywnego obiektu jest wystarczająca, Ziemia będzie się obracać wokół niego po torze zwanym orbitą.
Fabuła
Johannes Kepler był pierwszym naukowcem, który dokładnie opisał eliptyczne orbity planet, a jego pierwsze prawo ruchu planet to rok 1605. Przed Keplerem sądzono, że planety poruszają się po doskonałych kręgach wokół Słońca, jak to opisał Kopernika w 1543 r. Kepler sformułował w sumie trzy prawa, inspirując sir Izaaka Newtona do opracowania prawa powszechnej grawitacji.
Bardzo eliptyczne orbity
Eliptyczne orbity planet w Układzie Słonecznym mają bardzo małą „mimośrodowość” lub odchylenie od koła. Ale niektóre obiekty, takie jak komety, mają znacznie więcej ekscentryczności na swoich orbitach. Są one określane jako „wysoce eliptyczne orbity” lub OAE. Kometa w OAE oscyluje blisko Słońca z dużą prędkością, po czym szybko powraca w kosmos. W najdalszym punkcie od Słońca kometa porusza się bardzo wolno i pozostaje tam przez długi czas. Naukowcy wykorzystali koncepcję OAE do umieszczenia satelitów w przestrzeni kosmicznej, które pozostają nad częścią Ziemi przez długi czas. Te satelity następnie krążą po drugiej stronie Ziemi w bliskim locie. Satelity GPS używają bardzo eliptycznych orbit, aby przez cały czas utrzymywać pełne pokrycie Ziemi.
Efekty orbity eliptycznej
Powszechnym błędem jest przekonanie, że Ziemia latem znajduje się bliżej Słońca, a zimą dalej. Na półkuli północnej jest odwrotnie. Eliptyczna orbita Ziemi jest prawie kołowa, a odległość do Słońca nie zmienia się na tyle, aby mieć duży wpływ na pory roku. Nachylenie Ziemi względem własnej osi ma znacznie większy wpływ niż orbita eliptyczna i jest przyczyną pór roku.