какая планета вызывает наибольшие возмущения в солнечной системе
Какая планета вызывает наибольшие возмущения в солнечной системе
Ньютон, анализируя законы движения планет, открытые Кеплером, установил закон всемирного тяготения. По этому закону, как вы уже знаете из курса физики, все тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:
здесь 
и 
массы двух тел, 
расстояние между ними, 
коэффициент пропорциональности, называемый гравитационной постоянной. Его численное значение зависит от единиц, в которых выражены сила, масса и расстояние. Закон всемирного тяготения объясняет движение планет и комет вокруг Солнца, движение спутников вокруг планет, двойных и кратных звезд вокруг их общего центра масс.
Законы Кеплера точно соблюдаются только тогда, когда рассматривают движение двух изолированных тел под влиянием их взаимного притяжения. В Солнечной системе планет много, все они не только притягиваются Солнцем, но и притягивают друг друга, поэтому их движения не в точности подчиняются законам Кеплера.
Отклонения от движения, которое происходило бы строго по законам Кеплера, называются возмущениями. В Солнечной системе возмущения невелики, потому что притяжение каждой планеты Солнцем гораздо сильнее притяжения других планет.
Наибольшие возмущения в Солнечной системе вызывает планета Юпитер, которая примерно в 300 раз массивнее Земли. Юпитер оказывает особенно сильное влияние на движение астероидов и комет, когда они близко к нему подходят. В частности, если направления ускорений кометы, вызванных притяжением Юпитера и Солнца, совпадают, то комета может развить столь большую скорость, что, двигаясь по гиперболе, навсегда уйдет из Солнечной системы. Были случаи, когда притяжение Юпитера сдерживало комету, эксцентриситет ее орбиты становился меньше и резко уменьшался период обращения.
При вычислениях видимого положения планет приходится учитывать возмущения. Теперь делать такие расчеты помогают быстродействующие электронно-счетные машины. При запуске искусственных небесных тел и при расчете их траекторий пользуются теорией движения небесных тел, в частности теорией возмущений.
Возможность отправлять автоматические межпланетные станции по желаемым, заранее рассчитанным траекториям, доводить их до цели с учетом возмущений в движении — все это яркие примеры познаваемости законов природы. Небо, которое по представлению верующих является обителью богов, стало ареной человеческой деятельности так же, как и Земля. Религия всегда противопоставляла Землю и небо и объявляла небо недосягаемым. Но человек не только поднялся выше птиц, но и поборол земное тяготение. Теперь среди планет перемещаются искусственные небесные тела, созданные человеком, которыми он может управлять непосредственно или по радио с больших расстояний.
2. Открытие Нептуна.
Одним из ярких примеров достижений науки, одним из свидетельств неограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путем вычислений — «на кончике пера».
Уран — планета, следующая за Сатурном, много веков считавшимся самой далекой из планет, была открыта В. Гершелем в конце
XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом. К 40-м годам
XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едва заметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать с учетом возмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движения небесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию.
Леверье (во Франции) и Адамс (в Англии) высказали предположение, что, если возмущения со стороны известных планет не объясняют отклонение в движении Урана, значит, на него действует притяжение еще неизвестного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно быть неизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения Они вычислили орбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данное время должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена в телескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виден невооруженным глазом. Таким образом, указанное разногласие между теорией и практикой, казалось, подрывавшее авторитет материалистической науки, привело к ее триумфу.
3. Понятие о теории приливов.
Под действием взаимного притяжения частиц тело стремится принять форму шара. Форма Солнца, планет, их спутников и звезд поэтому и близка к шарообразной. Вращение тел (как вы знаете из физических опытов) ведет к их сплющиванию, к сжатию вдоль оси вращения. Поэтому немного сжат у полюсов земной шар, а более всего сжаты быстро вращающиеся Юпитер и Сатурн.
Но форма планет может изменяться и от действия сил взаимного притяжения. Шарообразное тело (планета) движется в целом под действием гравитационного притяжения другого тела так, как если бы вся сила притяжения была приложена к ее центру. Однако отдельные части планеты находятся на разном расстоянии от притягивающего тела, поэтому гравитационное ускорение в них также различно, что и приводит к возникновению сил, стремящихся деформировать планету. Разность ускорений, вызываемых притяжением другого тела, в данной точке и в центре планеты называется приливным ускорением.
Рассмотрим для примера систему Земля — Луна. Один и тот же элемент массы в центре Земли будет притягиваться Луной слабее, чем на стороне, обращенной к Луне, и сильнее, чем на противоположной стороне. В результате Земля, и в первую очередь водная оболочка Земли, слегка вытягивается в обе стороны вдоль линии, соединяющей ее с Луной. На рисунке 28 океан для наглядности изображен покрывающим всю Землю. В точках, лежащих на линии Земля — Луна, уровень воды выше всего — там приливы. Вдоль круга, плоскость которого перпендикулярна направлению линии Земля — Луна и проходит через центр Земли, уровень воды ниже всего — там отлив. При суточном вращении Земли в полосу приливов и отливов поочередно вступают разные места Земли. Легко понять, что за сутки могут быть два прилива и два отлива.
Солнце также вызывает на Земле приливы и отливы, но из-за большой удаленности Солнца они меньше, чем лунные, и менее заметны.
С приливами перемещается огромная масса воды. В настоящее время приступают к использованию громадной энергии воды, участвующей в приливах, на берегах океанов и открытых морей.
Ось приливных выступов должна быть всегда направлена к Луне. При вращении Земля стремится повернуть водяной приливный выступ. Поскольку Земля вращается вокруг оси гораздо быстрее, чем Луна обращается вокруг Земли, то Луна оттягивает его к себе. Происходит трение между водой и твердым дном океана. В результате возникает так называемое приливное трение. Оно тормозит вращение Земли, и сутки с течением времени становятся длиннее (когда-то они составляли только 5-6 ч). Сильные приливы, вызываемые на Меркурии и Венере Солнцем, по-видимому, и явились причиной их крайне медленного вращения вокруг оси. Сильные приливы, вызывавшиеся Землей, настолько затормозили вращение Луны, что она всегда обращена к Земле одной стороной. Земля также постепенно тормозит свое вращение под действием лунных приливов. По законам механики (закон сохранения момента импульса) замедление вращения Земли вызывает удаление Луны от Земли. Через много миллионов лет Земля тоже станет обращена к Луне одной стороной. Земные сутки станут тогда равны месяцу, который будет значительно длиннее, чем продолжительность современного оборота Луны вокруг Земли. Таким образом, приливы являются важным фактором эволюции небесных тел.
4. Определение масс небесных тел.
Масса — одна из важнейших характеристик небесных тел. Но как можно определить массу небесного тела? Ньютон доказал, что более точйая формула третьего закона Кеплера такова:
где 
— массы каких-либо небесных тел, а 
— соответственно массы их спутников. В частности, планеты являются спутниками Солнца. Мы видим, что уточненная формула этого закона отличается от приближенной наличием множителя, содержащего массы. Если под 
понимать массу Солнца, а под 
— массы двух разных планет, то отношение 
будет мало отличаться от единицы, так как 
очень малы по сравнению с массой Солнца. При этом точная формула не будет заметно отличаться от приближенной.
Уточненный третий закон Кеплера позволяет определить массы планет, имеющих спутников, и массу Солнца. Чтобы определить массу Солнца, перепишем формулу этого закона в следующем виде, сравнивая движение Луны вокруг Земли с движением Земли вокруг Солнца:
Рис. 28. Схема лунных приливов.
где 
— период обращения Земли (год) и большая полуось ее орбиты, 
и — период обращения Луны вокруг Земли и большая полуось ее орбиты, 
— масса Солнца, 
масса Земли, 
— масса Луны. Масса Земли ничтожна сравнительно с массой Солнца, а масса Луны мала 
сравнительно с массой Земли. Поэтому вторые слагаемые в суммах можно отбросить, не делая большой ошибки. Решив уравнение относительно 
имеем:
Эта формула позволяет определить массу Солнца, выраженную в массах Земли. Она составляет около 333 000 масс Земли
Для сравнения масс Земли и другой планеты, например Юпитера, надо в исходной формуле индекс 1 отнести к движению Луны вокруг Земли массой 
к движению любого спутника вокруг Юпитера массой 
Массы планет, не имеющих спутников, определяют по тем возмущениям, которые они своим притяжением производят в движении соседних с ними планет или в движении комет и астероидов.
Возмущения в движении тел Солнечной системы
Законы Кеплера строго выполняются, если рассматривается движение двух изолированных тел (Солнце и планета) под действием их взаимного притяжения. Однако в Солнечной системе планет много, все они взаимодействуют не только с Солнцем, но и между собой. Поэтому движение планет и других тел не в точности подчиняется законам Кеплера. Отклонения тел от движения по эллипсам называются возмущениями.
Возмущения эти невелики, так как масса Солнца гораздо больше массы не только отдельной планеты, но и всех планет в целом. Наибольшие возмущения в движении тел Солнечной системы вызывает Юпитер, масса которого в 300 раз превышает массу Земли. Особенно заметны отклонения астероидов и комет при их прохождении вблизи Юпитера.
В настоящее время возмущения учитываются при вычислении положения планет, их спутников и других тел Солнечной системы, а также траекторий космических аппаратов, запускаемых для их исследования. Но ещё в XIX в. расчёт возмущений позволил сделать одно из самых известных в науке открытий «на кончике пера» — открытие планеты Нептун.
Проводя очередной обзор неба в поиске неизвестных объектов, Вильям Гершель в 1781 г. открыл планету, названную впоследствии Ураном. Спустя примерно полвека стало очевидно, что наблюдаемое движение Урана не согласуется с расчётным даже при учёте возмущений со стороны всех известных планет. На основе предположения о наличии ещё одной «заурановой» планеты были сделаны вычисления её орбиты и положения на небе. Независимо друг от друга эту задачу решили Джон Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции. На основе расчётов Леверье немецкий астроном Иоганн Галле 23 сентября 1846 г. обнаружил в созвездии Водолея неизвестную ранее планету — Нептун. Это открытие стало триумфом гелиоцентрической системы, важнейшим подтверждением справедливости закона всемирного тяготения. В дальнейшем в движении Урана и Нептуна были замечены возмущения, которые стали основанием для предположения о существовании в Солнечной системе ещё одной планеты. В 1930 г. после просмотра большого количества фотографий звёздного неба был обнаружен Плутон, который, как оказалось, является одним из множества объектов, расположенных за орбитой Нептуна.
Масса и плотность Земли
Закон всемирного тяготения позволил определить массу нашей планеты. Исходя из закона всемирного тяготения, ускорение свободного падения можно выразить так:
g = G 
.
Какая из планет вызывает наибольшие возмущения и почему?
Наибольшие возмущения в солнечной системе вызывает планета Юпитер, которая в 300 раз массивнее Земли. Юпитер оказывает особенно сильное влияние на движение астероидов и комет, когда они близко к нему подходят.
Какие тела Солнечной системы испытывают наибольшие возмущения и почему?
В солнечной системе возмущения невелики, потому что притяжение каждой планеты Солнцем гораздо сильнее притяжения других планет. Наибольшие возмущения в солнечной системе вызывает планета Юпитер, которая в 300 раз массивнее Земли.
Какая из планет вызывает наибольшие возмущения?
Самая большая планета в солнечной системе — это Юпитер. Он и будет оказывать наибольшее возмущение в движении других тел.
Как называются отклонения тел от движения по эллипсам *?
Отклонения тел от движения по эллипсам называют возмущениями.
Что называют возмущением в движении планет?
1. Возмущения в движении планет. … В Солнечной системе планет много, все они не только притягиваются Солнцем, но и притягивают друг друга, поэтому их движения не в точности подчиняются законам Кеплера. Отклонения от движения, которое происходило бы строго по законам Кеплера, называются возмущениями.
Какие объекты испытывают наибольшее возмущение от Юпитера в своём движении в Солнечной системе?
Поэтому максимальные возмущения испытывают орбиты астероидов и комет, пролетающих слишком близко к Юпитеру. Неоднократно фиксировались случаи, когда кометы под влиянием этого гиганта получали столь значительное ускорение, что навсегда покидали Солнечную систему.
Почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера?
Почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера? Дело в том, что законы Кеплера были для двух тел (солнца и планеты). … Например что в солнечной системе большое разнообразие планет и многие имеют свои спутники. А каждая планета испытывает на себе возмущение другой планеты.
Что такое возмущение в движении тел Солнечной системы?
Возмущения небесных тел, отклонения реальных траекторий небесных тел от траекторий, по которым они двигались бы в случае взаимодействия с одним единственным телом (см. Двух тел задача). Траектории движения в задаче двух тел представляют собой так называемые конические сечения — эллипс, параболу, гиперболу.
Что такое возмущения в астрономии?
Пертурбация (возмущение орбиты) — отклонение небесного тела от орбиты под влиянием иных сил, кроме гравитационного притяжения центра масс системы, таких как другие небесные тела или сопротивление среды.
Какая планета обладает наибольшей гравитацией?
Этот эффект и называется гравитацией. Гравитационные силы играют ключевую роль в процессах, протекающих в Солнечной системе, именно они определяют орбиты всех небесных тел. Какая же из планет обладает наибольшей силой тяготения? Это Юпитер!
Какое открытие позволило сделать расчёт возмущений в конце XIX века *?
Но еще в XIX в. расчет возмущений позволил сделать одно из самых известных в науке открытий «на кончике пера» — открытие планеты Нептун.
Какая планета вызывает наибольшие возмущения в движении тел Солнечной системы?
Самая большая планета в солнечной системе — это Юпитер. Он и будет оказывать наибольшее возмущение в движении других тел.
Что определяет второй закон Кеплера?
Второй закон Кеплера (закон площадей)
Таким образом, из второго закона Кеплера следует, что планета движется вокруг Солнца неравномерно, имея в перигелии большую линейную скорость, чем в афелии.
Что называется возмущениями?
Отклонения в движениях тел от законов Кеплера называются возмущениями, а реальное движение тел – возмущённым движением. Возмущённое движение тела можно представлять как движение по законам Кеплера с переменными элементами орбиты.
Что такое возмущенное движение небесных тел?
Возмущенным движением небесных тел называют отклонением в движении тел от законов Кеплера, т. е. реальное движение тел.
Что такое возмущенное движение?
Движение двух тел, происходящее под действием взаимного тяготения, но отличающееся от движения по законам Кеплера из-за гравитационного влияния одного или нескольких других тел.
Возмущения небесных тел
Полезное
Смотреть что такое «Возмущения небесных тел» в других словарях:
ВОЗМУЩЕНИЯ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ — отклонения реальных траекторий, по к рым они двигались бы в случае взаимодействия только с одним телом (в т. н. задаче двух тел). Причиной возмущений в движении небесных тел м. б. не только притяжение др. тел, но и отклонение фигур этих тел от… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Орбиты небесных тел — траектории, по которым движутся небесные тела в космическом пространстве. Формы О. н. т. и скорости, с которыми по ним движутся небесные тела, определяются силой тяготения, а также силой светового давления, электромагнитными силами,… … Большая советская энциклопедия
Двух тел задача — (в астрономии) задача о движении двух тел, взаимно притягивающихся согласно Ньютона закону тяготения (См. Ньютона закон тяготения). В Д. т. з. притягивающиеся тела принимаются за материальные точки, что справедливо, если они имеют… … Большая советская энциклопедия
Вековые возмущения — в астрономии, см. Возмущения небесных тел … Большая советская энциклопедия
Периодические возмущения — в астрономии, см. в ст. Возмущения небесных тел … Большая советская энциклопедия
Периодические возмущения — (периодические неравенства) такие возмущения в движении небесных тел, которые принимают то положительные, то отрицательные значения, иногда же обращаются в нуль, иначе при которых элементы орбит движущихся тел получают через некоторые промежутки… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Небесная механика — раздел астрономии, изучающий движения тел Солнечной системы в гравитационном поле. При решении некоторых задач Н. м. (например, в теории движения комет) учитываются также и негравитационные эффекты: реактивные силы, сопротивление среды,… … Большая советская энциклопедия
Солнечная система — система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, метеорные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. Наблюдаемые размеры С. с. определяются орбитой Плутона (около 40 а.… … Большая советская энциклопедия
Пертурбационная функция — возмущающая функция, вспомогательная функция в теории возмущений небесных тел (См. Возмущения небесных тел); зависит от координат данного (возмущаемого) небесного тела, а также от координат и масс притягивающих его тел. Частные… … Большая советская энциклопедия
Период обращения — в астрономии, промежуток времени, в течение которого небесное тело совершает полный оборот по орбите; один из элементов орбиты. В зависимости от выбора точки, относительно которой ведётся отсчёт оборотов небесного тела, различают… … Большая советская энциклопедия
Школе NET
Register
Do you already have an account? Login
Login
Don’t you have an account yet? Register
Newsletter
Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!
Васян Коваль
какие тела солнечной системы испытывают наибольшие возмущения и почему
Лучший ответ:
Онтонио Веселко
Ньютон, анализируя законы движения планет, отрытые Кеплером, открыл закон всемирного тяготения. По этому закону, все тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Закон всемирного тяготения объясняет движение планет и комет вокруг Солнца и движение спутников вокруг планет, кратных звезд вокруг их общего центра масс.
Законы Кеплера выполняются в точности только тогда, когда рассматривается движение двух тел, движущихся под влиянием взаимного притяжения. В солнечной системе планет много, и они двигаются не в точности по законам Кеплера, так как притягивают друг друга. Отклонения от движения, которое происходило бы в точности по законам Кеплера, называются возмущениями. В солнечной системе возмущения невелики, потому что притяжение каждой планеты Солнцем гораздо сильнее притяжения других планет.
Наибольшие возмущения в солнечной системе вызывает планета Юпитер, которая в 300 раз массивнее Земли. Юпитер оказывает особенно сильное влияние на движение астероидов и комет, когда они близко к нему подходят. В частности, если ускорение кометы, вызванное притяжением Юпитера, будет направлено в ту же сторону, в которую направлено ее ускорение к Солнцу, комета может развить столь большую скорость, что, двигаясь по гиперболе, навсегда уйдет из солнечной системы. Были случаи, когда притяжение Юпитера сдерживало комету, ее орбита становилась менее эксцентричной, а период обращения резко уменьшался.
При вычислениях видимого положения планет приходится учитывать возмущения. При запуске искусственных небесных тел и при расчете их траекторий пользуются теорией движения небесных тел, в частности теорией возмущений.
Возможность не только изготовлять автоматические межпланетные станции, но и отправлять их по желаемым, заранее рассчитанным траекториям, доводить их до цели с учетом возмущений в движении — все это яркие примеры познаваемости законов природы.