Curriculum de astronomie – programa pentru Olimpiada de Astronomie si Astrofizica
TEMA 12
Legea atracției universale. Legea a treia a lui Kepler generalizata (calitativ). Bazele cosmonauticii. Mișcarea corpurilor cerești sub acțiunea forței de atracție universale. Vitezele cosmice (calitativ). Formele orbitelor. Sistemul de coordonate ecliptic. Inclinarea, linia nodurilor. Calculul vitezei de mișcare in periheliu si afeliu. Determinarea orbitei circulare. Perturbații in mișcarea planetelor. Efecte mareice. Determinarea maselor corpurilor cerești. Calcule elementare ale unor orbite de la Pământ la planetele apropiate.(Aspectele vor fi abordate calitativ, noţiunile de matematică necesare rezolvării problemelor vor fi la nivelul programelor de gimnaziu)
Newton a enunţat Legea atracţiei universale astfel:
Două particule din Univers se atrag reciproc cu o forţă care este proporţională cu produsul maselor lor şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele.
Newton a exprimat această lege prin relaţia:
F = G(m1 m2 /r2)
unde F este forţa de atracţie, m1 şi m2 masele celor două corpuri, r distanţa dintre ele, iar G constanta gravitaţională.
Constanta G reprezintă forţa cu care se atrag două corpuri de masă egală cu unitatea, situate la o unitate distanţă. Constanta atracţiei universale a fost prima dată calculată în 1798 de către savantul britanic Henry Cavendish (fizician şi chimist englez, 1731 – 1810). În sistemul C.G.S. (centimetru, gram, secundă) valoarea lui G este, aproximativ, de 6,674×10-8 dyne. În S.I. (sistemul internaţional, metru, kilogram, secundă) G are valoarea de 6,674×10-11 N.m2/kg2. Aceasta înseamnă că atracţia a două mase de 1 gram fiecare, situate la distanţa de 1 cm este de apriximativ 1/15000000 dyne, adică o valoare foarte mică. Forţa gravitaţională creşte mult atunci cînd masele corpurilor sunt enorme, aşa cum sunt corpurile cereşti.
Sistemul solar este menţinut prin atracţia Soarelui asupra planetelor şi atracţia planetelor asupra sateliţilor lor.
Dacă în Univers ar exista doar două corpuri, să zicem Soarele şi o planetă, atunci mişcarea acelei planete în jurul Soarelui ar fi perfect rezolvată de legile lui Kepler. În realitate, lucrurile sunt mult mai complicate, deoarece există multe corpuri cereşti chiar şi în sistemul solar, corpuri care se atrag între ele. În felul acesta, mişcarea fiecărui corp este perturbată, neurmărind exact legile lui Kepler. Planetele se atrag între ele, sateliţii sunt atraşi de Soare, acestea fiind cele mai semnificative perturbaţii din sistemul solar. Astfel, mişcarea kepleriană suferă unele mici corecţii, generate de aceste interacţiuni. De exemplu, Luna care se mişcă în jurul Pămîntului este sensibil perturbată de atracţia Soarelui… CITESTE MAI MULT >>
Pentru a citi continuarea articolului, descarcati fisierul de aici: Legea atracției universale. Legea a treia a lui Kepler generalizată (calitativ). Bazele cosmonauticii
