開普勒三定律是什么
橢圓定律、面積定律和調(diào)和定律。
解析
1、橢圓定律所有行星繞太陽的軌道都是橢圓,太陽在橢圓的一個焦點上。
2、面積定律行星和太陽的連線在相等的時間間隔內(nèi)掃過相等的面積。
3、調(diào)和定律所有行星繞太陽一周的恒星時間(Ti)的平方與它們軌道長半軸(ai)的立方成比例,即
數(shù)學推導
開普勒定律是關(guān)于行星環(huán)繞太陽的運動,而牛頓定律更廣義的是關(guān)于幾個粒子因萬有引力相互吸引而產(chǎn)生的運動。在只有兩個粒子,其中一個粒子超輕于另外一個粒子,這些特別狀況下,輕的粒子會環(huán)繞重的粒子移動,就好似行星根據(jù)開普勒定律環(huán)繞太陽的移動。然而牛頓定律還容許其它解答,行星軌道可以呈拋物線運動或雙曲線運動。這是開普勒定律無法預測到的。在一個粒子并不超輕于另外一個粒子的狀況下,依照廣義二體問題的解答,每一個粒子環(huán)繞它們的共同質(zhì)心移動。這也是開普勒定律無法預測到的。
開普勒定律,或者是用幾何語言,或者是用方程,將行星的坐標及時間跟軌道參數(shù)相連結(jié)。牛頓第二定律是一個微分方程。開普勒定律的導引涉及解微分方程的藝術(shù)。我們會先導引開普勒第二定律,因為開普勒第一定律的導引必須建立于開普勒第二定律。
開普勒第三定律公式是什么?
開普勒第三定律公式是(R^3)/(T^2)=k(其中k=GM/(4π^2))。用文字表述就是繞同一中心天體的所有行星的軌道的半長軸的三次方(a3)跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方(T2)的比值都相嘩老御等,其中M為中心天體質(zhì)量,k為開普勒常數(shù)。
開普勒第三定律的適用范圍
開普勒定律是一個普適定律,適用于一切二體問題。開普勒定律不僅適用于太陽系,對具有中心天體的引力系統(tǒng),如:行星衛(wèi)星系統(tǒng)和雙星系統(tǒng)的成立。開普勒第三定律也適用于部分電荷在點亂巖電場中運動的情況。因為庫侖力與萬有引力均遵循平方反比規(guī)律。此外通過類比可知,含戚帶電粒子在電場中的橢圓運動也遵循開普勒第三定律。
德國的約翰尼斯·開普勒(1571-1630)提出行星運動三定律,這三個定律在有效參考系與觀測結(jié)果基本虛櫻渣吻合,但不完全相符,所以不能作為科學定律。例如:行星軌跡并非標準橢圓形,水星的遠日點每百年進動1°33′20〃,木星的差悄公轉(zhuǎn)軌道中心頌培位于太陽本體之外,距太陽表面5000千米。
