При этом взаимодействие между телами M1 и M2 не учитывается. Если рассмотреть движение планет вокруг Солнца, в этом случае , и , то получится формулировка третьего закона, данная самим Кеплером:

.

Третий закон Кеплера можно также выразить как зависимость между периодом T обращения по орбите тела с массой M и большой полуосью орбиты a (G – гравитационная постоянная):

.

Здесь необходимо сделать следующее замечание. Для простоты часто говорится, что одно тело обращается вокруг другого, но это справедливо только для случая, когда масса первого тела пренебрежимо мала по сравнению с массой второго (притягивающего центра). Если же массы сравнимы, то следует учитывать и влияние менее массивного тела на более массивное. В системе координат с началом в центре масс орбиты обоих тел будут коническими сечениями, лежащими в одной плоскости и с фокусами в центре масс, с одинаковым эксцентриситетом. Различие будет только в линейных размерах орбит (если тела разной массы). В любой момент времени центр масс будет лежать на прямой, соединяющей центры тел, а расстояния до центра масс r1 и r2 тел массой M1 и M2 соответственно связаны следующим соотношением:

.

Перицентры и апоцентры своих орбит (если движение финитно) тела также будут проходить одновременно.

Третий закон Кеплера можно использовать, чтобы определить массу двойных звезд.

Пример.

– Какова была бы большая полуось орбиты планеты, если бы синодический период ее обращения равнялся одному году?

Из уравнений синодического движения находим сидерический период обращения планеты. Возможны два случая:

Второй случай не реализуется. Для определения «а» пользуемся 3 законом Кеплера.

В солнечной системе такой планеты нет.

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:

r1 + r2 = |AA/| = 2a.

Степень вытянутости эллипса характеризуется его эксцентриситетом е. Эксцентриситет

е = ОF/OA.

При совпадении фокусов с центром е = 0, и эллипс превращается в окружность.

Большая полуось a является средним расстоянием от фокуса (планеты от Солнца):

a = (AF1 + F1A/)/2.

Домашнее задание: § 6, 7. к. в.

1 уровень: 1 – 2 балла.

1. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внутренними.

A. Венера. B. Меркурий. В. Марс.

2. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внешними.

А.Земля. Б. Юпитер. В. Уран.

3. По каким орбитам движутся планеты вокруг Солнца? Укажите правильный ответ.

A. По окружностям. Б. По эллипсам. B. По параболам.

Интересные статьи:

Звезды во Вселенной
ЗВЕЗДЫ, горячие светящиеся небесные тела, подобные Солнцу. Звезды различаются по размеру, температуре и яркости. По многих параметрам Солнце – типичная звезда, хотя кажется гораздо ярче и больше всех остальных звезд, поскольку расположено ...

Первый полет человека в космос (вехи большого пути)
На пыльных тропинках Далёких планет Останутся наши следы «Внимание! Внимание! Говорит Москва! Работают все радиостанции Советского Союза! »,- так начал своё сообщение 12 апреля 1961 года диктор Всесоюзного радио - Юрий Левитан. Это соо ...

Красное смещение и закон Хаббла
Введение Существует много глубоких философских проблем в основе нашего современного понимания физики. Начиная с самых больших масштабов, с природы Большого Взрыва, движения вселенной и происхождения космологической структуры. В пределах ...