Подготовил: Поршин Артем, 14 группа Проверил: …………..………………….
Законы механики для изучения движения небесных тел – это раздел астрономии и называется он уже небесной механикой. Эта наука занимается предвычислением положения Луны и планет, предсказанием места и времени затмений, определением реального движения космических тел.
Иоганн Кеплер (1571 – 1639 гг.) – немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы Исаак Ньютон (1643 – 1727 гг.) английский математик, физик, астроном, механик, один из создателей классической физики
Кеплер впервые установил законы планетного движения, а Ньютон вывел из законов Кеплера закон всемирного тяготения и использовал законы движения и тяготения для решения небесно-механических проблем, не охваченных законами Кеплера. После Ньютона прогресс в небесной механике в основном заключался в развитии математической техники для решения уравнений, выражающих законы Ньютона. Таким образом, принципы небесной механики — это «классика» в том смысле, что и сегодня они такие же, как во времена Ньютона. Применение результатов небесной механики к движению искусственных спутников и космических кораблей составляет астродинамику.
Согласно Закону инерции, в системе отсчета, движущейся без ускорения, каждое тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного и равномерного движения, если на него не действует внешняя сила. Закон силы утверждает, что ускорение тела пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально его массе. Закон противодействия утверждает, что взаимодействующие тела прилагают друг к другу равные по величине, но противоположно направленные силы. Закон инерции; Закон силы; Закон противодействия
Орбиты Земли и Венеры близки к окружностям. Эксцентриситет Земли – 0,0167; Эксцентриситет Венеры – 0, 0068 Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади Квадраты звездных периодов обращения двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит
Представим себе на минуту, что бы произошла в мире, если бы исчезло свойство тел, которое мы называем инерцией. Луна бы упала на Землю, планеты, упали бы на Солнце … Движение тела могло осуществляться только под действием силы и прекратилось бы с исчезновением последней. Таким образом, инерция – выражение единства материи и движения. Луна, двигаясь по инерции, должна бы удаляться от Земли. Почему же этого не происходит?
Ньютону принадлежит другая, более сложная формулировка этого закона; он утверждал, что «сила, действующая на тело, есть скорость изменения импульса этого тела». Реактивное движение - это движение тела при котором происходит отделение от него с какой- либо скоростью некоторой его части
В системе из двух тел, влияющих друг на друга одинаковой по величине силой, каждое испытывает ускорение, обратно пропорциональное его массе. Значит, лежащая на прямой между ними точка, удалённая от каждого обратно пропорционально его массе, будет двигаться без ускорения, несмотря на то, что каждое из тел движется ускоренно. Эту точку называют «центром масс»; вокруг неё обращаются звёзды в двойной системе. Если одна из звёзд вдвое массивнее другой, то она движется вдвое ближе к центру масс, чем её соседка.
Для небесных тел обнаруженное из наблюдений ускорение служит единственным указателем действующей на них внешней силы. Понятие о силе и ускорении позволяет с единой позиции объяснить движение всех тел в природе: от теннисного мяча до планет и галактик. Поскольку объект, движущийся по искривлённой траектории, испытывает ускорение, было заключено, что Земля на её орбите вокруг Солнца постоянно подвергается влиянию силы, которую назвали «гравитацией». Задача небесной механики состоит в том, чтобы определить действующую на небесное тело силу гравитации и выяснить, как она влияет на его движение.
В 1687 г. Ньютон впервые нашел обоснованное объяснение тому, почему планеты вращаются вокруг Солнца, а Луна вокруг Земли. Согласно легенде, ньютон однажды сидел в саду и увидел падающее с дерева яблоко. Он спросил себя, почему яблоко падает на землю, а Луна на нее не падает? Ученый увлекся этой простой на первый взгляд проблемой, тесно связанной с галилеевым законом свободного падения, и пришел к закону всемирного тяготения. Упавшее на землю яблоко навело его на мысль, что одна и та же сила притягивает яблоко к земле и удерживает Луну на ее орбите вокруг Земли (а планеты – вокруг Солнца). Мы называем эту силу- гравитацией, силой тяжести или силой земного притяжения
Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целые 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать. Гипотеза Ньютона: «Причина, вызывающая падения камня Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же». В 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения: «Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними» где m 1 и m 2 - массы взаимодействующих тел, r - расстояние между телами, g - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной».
Кальмар Каракатица Осьминог Гигантская медуза
Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. Как же космонавту сдвинуться с места, если оттолкнуться ногами не от чего?
С незапамятных времен, человек, глядя на небо, мечтал побывать в космосе. Мы живем в эпоху освоения космического пространства. Путешествие в космос уже не мечта, а реальность. Осуществилась мечте К.Э. Циолковского: «Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». Спешно осваивают космос искусственные спутники Земли, пилотируемые космические корабли. Все это стало возможным благодаря законам физики. Законы физики – это законы мира, в котором мы живем. Чтобыжить в согласии с окружающим нас миром, надо знать эти законы и использовать их на благо мира.
