開普勒定律高中物理?1.行星以橢圓軌道繞太陽運動,太陽為橢圓的一個焦點(橢圓為軌迹上的的點到兩固定點的距離之和不變),接下來我們就來聊聊關于開普勒定律高中物理?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
1.行星以橢圓軌道繞太陽運動,太陽為橢圓的一個焦點。(橢圓為軌迹上的的點到兩固定點的距離之和不變)
2.行星與太陽連線在相同時間内掃過相同面積。
3.行星繞太陽一周時間為T,距離為R,T²/R³=常數。
4.萬有引力定律
假設地球質量為M,一質量為m的蘋果落向地球,月球質量為m₁,F為兩物體間相互吸引的力。
在地球附近不同質量物體下落速度相同→加速度相同→由牛頓笫二定定→F=mg→F與m成正比。可以猜測力F與距離R有關,更準确是與R的某個函數f(R)有關→地球與蘋果F₁=Mmf(R₁),地球與月球F₂=Mm₁f(R₂)(R₁為蘋果與地球距離,可近似看作地球半徑,地球質量全部集中于中心處理。R₂為地月距離)。a₁=F₁/m=Mf(R₁),a₂=F₂/m₁=Mf(R₂)→a₁/a₂=f(R₁)/f(R₂),a₁為重力加速10,a₂為月球加速度=(2πR₂/T)²/R₂=(2*3.14*380000000/(30*24*3600))²/380000000=
0.0022306574237
a₁/a₂=10/0.0022306574237=4482.98331。R₁/R₂=6300/380000=1/60(大約)
→a₁/a₂與(R₂/R₁)²大約相等→f(R)=1/R²→F=Mm/R²,左右量綱不統一,加上常數G統一左右量→F=GMm/R²
F=ma→GMm/R²=ma=md²s/dt²,該方程可解出橢圓軌道。
設行星以勻速圓周繞太陽運動→相同時間内,半徑掃過面積相同。
GMm/R²=mv²/R→GM/R=v²→
v²R=GM,v=2πR/T→4π²R³/T²=GM→
R³/T²=GM/4π²
F=(GMm/R²)*(R向量/R)=
F=(GMm/R²)(1/R(Rₓ Rᵧ))
Fₓ=(GMm/R²)(Rₓ/R)
Fᵧ=(GMm/R²)(Rᵧ/R)
R²=Rₓ² Rᵧ²→
dFₓ/dRᵧ=dFᵧ/dRₓ→萬有引力為保守力。→(1/2)mv²-GMm/R(引力勢能)=E(dU/dR=-F=-GMm/R²,利用y=1/ⅹ的導數為1/ⅹ²→U=-GMm/R)。
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