Мен. Кеплер бүкіл өмірін біздің күн жүйесінің мистикалық өнердің бір түрі екенін дәлелдеуге тырысты. Бастапқыда ол жүйенің құрылымы ежелгі грек геометриясындағы қалыпты көп қырлыларға ұқсас екенін дәлелдеуге тырысты. Кеплер кезінде алты планета бар екені белгілі болды. Олар кристалдық шарларға орналастырылған деп есептелді. Ғалымның пікірінше, бұл шарлар дұрыс пішіндегі көпбұрыштар көрші шарлардың арасына дәл келетіндей етіп орналастырылған. Юпитер мен Сатурнның арасында шар сызылған сыртқы ортада жазылған текше бар. Марс пен Юпитердің арасында тетраэдр және т.б. Көптеген жылдар бойы аспан объектілерін бақылаған соң Кеплер заңдары пайда болды және ол өзінің көп қырлы теориясын жоққа шығарды.
Заңдар
Дүниежүзінің геоцентрлік птолемей жүйесі гелиоцентрлік жүйемен ауыстырылды. Коперник жасаған түрі. Кейінірек Кеплер планеталардың Күнді айнала қозғалыс заңдарын ашты.
Планеталарды көп жылдар бойы бақылаудан кейін Кеплердің үш заңы пайда болды. Оларды мақалада қарастырыңыз.
Бірінші
Кеплердің бірінші заңы бойынша біздің жүйеміздегі барлық планеталар эллипс деп аталатын тұйық қисық бойымен қозғалады. Біздің жарықтандырғышымыз эллипс ошақтарының бірінде орналасқан. Олардың екеуі бар: бұл қисық ішіндегі екі нүкте, эллипстің кез келген нүктесіне дейінгі қашықтықтардың қосындысы тұрақты. Ұзақ бақылаулардан кейін ғалым біздің жүйедегі барлық планеталардың орбиталары дерлік бір жазықтықта орналасқанын анықтай алды. Кейбір аспан денелері шеңберге жақын эллипстік орбиталармен қозғалады. Тек Плутон мен Марс ұзартылған орбиталарда қозғалады. Осының негізінде Кеплердің бірінші заңы эллипс заңы деп аталды.
Екінші Заң
Денелердің қозғалысын зерттеу ғалымға планетаның жылдамдығы Күнге жақын болған кезеңде үлкенірек, ал Күннен максималды қашықтықта болғанда азырақ болатынын анықтауға мүмкіндік береді (бұл перигелий және афелий нүктелері).
Кеплердің екінші заңы мынаны айтады: әрбір планета біздің жұлдыздың ортасынан өтетін жазықтықта қозғалады. Сонымен қатар, Күн мен зерттелетін планетаны байланыстыратын радиус векторы тең аудандарды сипаттайды.
Осылайша, денелердің сары ергежейлі айналасында біркелкі қозғалмайтыны және перигелийде максималды жылдамдыққа, ал афелийде минималды жылдамдыққа ие болатыны анық. Тәжірибеде мұны Жердің қозғалысынан көруге болады. Жыл сайын қаңтар айының басындабіздің планета перигелий арқылы өту кезінде жылдамырақ қозғалады. Осыған байланысты Күннің эклиптика бойымен қозғалысы жылдың басқа уақыттарына қарағанда жылдамырақ. Шілде айының басында Жер афелий арқылы қозғалады, бұл Күннің эклиптика бойымен баяу қозғалуына әкеледі.
Үшінші Заң
Кеплердің үшінші заңы бойынша планеталардың жұлдызды айналу периоды мен оның одан орташа қашықтығы арасында байланыс орнатылады. Ғалым бұл заңды жүйеміздің барлық планеталарына қолданды.
Заңдарды түсіндіру
Кеплер заңдарын Ньютон тартылыс заңын ашқаннан кейін ғана түсіндіруге болады. Оған сәйкес физикалық объектілер гравитациялық әсерлесуге қатысады. Оның әмбебап әмбебаптығы бар, ол материалдық түрдегі барлық объектілерге және физикалық өрістерге әсер етеді. Ньютонның пікірінше, екі қозғалмайтын дене бір-бірімен салмағының көбейтіндісіне пропорционал және олардың арасындағы саңылаулардың квадратына кері пропорционал күшпен өзара әрекет етеді.
Қаһарлы қозғалыс
Біздің Күн жүйесінің денелерінің қозғалысы сары ергежейлі ауырлық күшімен басқарылады. Егер денелер тек Күннің күшімен тартылса, онда планеталар оның айналасында дәл Кеплер қозғалысының заңдары бойынша қозғалар еді. Қозғалыстың бұл түрі «кеплер» немесе «кеплер» деп аталады.
Шын мәнінде, біздің жүйенің барлық нысандары біздің жарықтандырғышымызбен ғана емес, сонымен қатар бір-бірімізбен де тартылады. Сондықтан денелердің ешқайсысы эллипс, гипербола немесе шеңбер бойымен дәл қозғала алмайды. Егер дене қозғалыс кезінде Кеплер заңдарынан ауытқыса, онда бұлкүйзеліс деп аталады, ал қозғалыстың өзі бұзылған деп аталады. Бұл шынайы болып саналады.
Аспан денелерінің орбиталары қозғалмайтын эллипс емес. Басқа денелердің тартылуы кезінде орбита эллипсі өзгереді.
И. Ньютонның үлесі
Исаак Ньютон Кеплердің планеталар қозғалысы туралы заңдарынан бүкіләлемдік тартылыс заңын шығара алды. Ньютон ғарыштық-механикалық есептерді шешу үшін әмбебап гравитацияны пайдаланды.
Исаактан кейін аспан механикасы саласындағы прогресс Ньютон заңдарын өрнектейтін теңдеулерді шешу үшін қолданылатын математика ғылымының дамуы болды. Бұл ғалым планетаның тартылыс күші оған дейінгі қашықтық пен массамен анықталатынын анықтады, бірақ температура мен құрам сияқты көрсеткіштер әсер етпейді.
Ньютон өзінің ғылыми жұмысында үшінші Кеплер заңы толығымен дәл емес екенін көрсетті. Ол есептеу кезінде планетаның массасын ескеру маңызды екенін көрсетті, өйткені планеталардың қозғалысы мен салмағы байланысты. Бұл гармоникалық комбинация Кеплер заңдары мен Ньютонның тартылыс заңы арасындағы байланысты көрсетеді.
Астродинамика
Ньютон және Кеплер заңдарының қолданылуы астродинамиканың пайда болуына негіз болды. Бұл аспан механикасының жасанды түрде жасалған ғарыш денелерінің, атап айтқанда: спутниктердің, планетааралық станциялардың, әртүрлі кемелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі.
Астродинамика ғарыш аппараттарының орбиталарын есептеумен айналысады, сондай-ақ қандай параметрлерді ұшыру керектігін, қай орбитаны ұшыру керектігін, қандай маневрлер жасау керектігін,кемелерге гравитациялық әсерді жоспарлау. Және бұл астродинамика алдына қойылған барлық практикалық тапсырмалар емес. Барлық алынған нәтижелер ғарыш миссияларының кең ауқымында пайдаланылады.
Астродинамика тартылыс күшінің әсерінен табиғи ғарыштық денелердің қозғалысын зерттейтін аспан механикасымен тығыз байланысты.
Орбита
Орбита астында берілген кеңістіктегі нүктенің траекториясын түсініңіз. Аспан механикасында басқа дененің гравитациялық өрісіндегі дененің траекториясы әлдеқайда үлкен массаға ие деп есептеледі. Тік бұрышты координаталар жүйесінде траектория конустық қима түрінде болуы мүмкін, яғни. парабола, эллипс, шеңбер, гипербола арқылы бейнеленеді. Бұл жағдайда фокус жүйенің ортасымен сәйкес келеді.
Ұзақ уақыт бойы орбиталар дөңгелек болуы керек деп есептелді. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар қозғалыстың дәл айналмалы нұсқасын таңдауға тырысты, бірақ олар сәтті болмады. Ал планеталардың айналмалы орбитада емес, ұзартылған орбитамен қозғалатынын тек Кеплер ғана түсіндіре алды. Бұл орбитада аспан денелерінің қозғалысын сипаттай алатын үш заңды ашуға мүмкіндік берді. Кеплер орбитаның келесі элементтерін ашты: орбитаның пішіні, оның еңісі, дененің орбита жазықтығының кеңістіктегі орны, орбитаның өлшемі және уақыты. Осы элементтердің барлығы оның пішініне қарамастан орбитаны анықтайды. Есептеулерде негізгі координаталық жазықтық эклиптика, галактика, планетарлық экватор және т.б. жазықтығы болуы мүмкін.
Бірнеше зерттеулер мұны көрсетедіорбитаның геометриялық пішіні эллипс және дөңгелек болуы мүмкін. Жабық және ашық болып екіге бөлінеді. Орбитаның жер экваторының жазықтығына көлбеу бұрышына сәйкес орбиталар полярлық, көлбеу және экваторлық болуы мүмкін.
Дене айналасындағы айналу кезеңіне сәйкес орбиталар синхронды немесе күн синхронды, синхронды тәуліктік, квазисинхронды болуы мүмкін.
Кеплер айтқандай, барлық денелердің белгілі бір қозғалыс жылдамдығы бар, яғни. орбиталық жылдамдық. Ол бүкіл дененің айналасында тұрақты болуы немесе өзгеруі мүмкін.
