Законы Кеплера: презентация powerpoint

Презентация на тему "Законы Кеплера" по астрономии в формате powerpoint. О работах немецкого астронома Иоганна Кеплера и его трех законах движения небесных тел. Все изложенные законы наглядно проиллюстрированы.

Фрагменты из презентации

Законы Кеплера – законы движения небесных тел.

С древнейших времен считалось, что небесные тела движутся по «идеальным кривым» - окружностям.

В теории Николая Коперника, создателя гелиоцентрической системы мира, круговое движение также не подвергалось сомнению.

Наблюдаемое положение планет не соответствовало предвычисленному в соответствии с теорией кругового движения планет вокруг Солнца.

В XVII веке ответ на этот вопрос искал немецкий астроном Иоганн Кеплер. Иоганн Кеплер изучал движение Марса по результатам многолетних наблюдений датского астронома Тихо Браге. Также он обнаружил, что орбита Марса не окружность, а эллипс.

Эллипс определяется как геометрическое место точек, для которых сумма расстояний от двух заданных точек (фокусов F1 и F2) есть величина постоянная и равная длине большой оси. Линия, соединяющая любую точку эллипса с одним из его фокусов, называется радиусом-вектором этой точки. 

Степень отличия эллипса от окружности характеризует его эксцентриситет, равный отношению расстояний между фокусами к большой оси:

е = F1F2 / A1A2.

При совпадении фокусов (е = 0) эллипс превращаетсяв окружность.

Законы Кеплера применимы не только к движению планет, но и к движению их естественных и искусственных спутников.

Первый закон Кеплера:

Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Орбиты планет – эллипсы, мало отличающиеся от окружностей, так как их эксцентриситеты малы.

Большая полуось орбиты планеты – это ее среднее расстояние от Солнца.

Среднее расстояние Земли от Солнца принято в астрономии за единицу расстояния и называется астрономической единицей:

1 а.е. = 149 600 000 км.

Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием (греч. пери – возле, около; Гелиос – Солнце), а наиболее удаленную – афелием (греч. апо – вдали).

По эллипсам движутся не только планеты, но и их естественные и искусственные спутники.

Ближайшая к Земле точка орбиты Луны или искусственного спутника Земли называется перигеем (греч. Гея или Ге – Земля), а наиболее удаленная – апогеем.

Второй закон Кеплера (закон равных площадей):

Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.

• Планеты движутся вокруг Солнца неравномерно: линейная скорость планет вблизи перигелия больше, чем вблизи афелия.
• У Марса вблизи перигелия скорость равна 26,5 км/с, а около афелия - 22 км/с.
• У некоторых комет орбиты настолько вытянуты, что вблизи Солнца их скорость доходит до 500 км/с, а в афелии снижается до 1 см/с.

Третий закон Кеплера:

Квадраты сидерических периодов обращений двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Скорости близких к Солнцу планет значительно больше, чем скорости далеких.

Кеплер исследовал движения всех известных в то время планет и эмпирически вывел три закона движения планет относительно Солнца.

Итог:

• Первый закон Кеплера - Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
• Второй закон Кеплера - Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.
• Третий закон Кеплера - Квадраты сидерических периодов обращений двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.