Би. Кеплер бүх насаараа манай нарны аймаг ямар нэгэн ид шидийн урлаг гэдгийг батлах гэж оролдсон. Эхлээд тэрээр системийн бүтэц нь эртний Грекийн геометрийн ердийн олон өнцөгттэй төстэй болохыг нотлохыг оролдсон. Кеплерийн үед зургаан гариг оршин тогтнож байсан нь мэдэгдэж байсан. Тэднийг болор бөмбөрцөгт байрлуулсан гэж үздэг байв. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар эдгээр бөмбөрцөг нь зэргэлдээх бөмбөрцөгүүдийн хооронд зөв хэлбэртэй олон талт бөмбөрцөгүүд яг таарч байхаар байрласан байв. Бархасбадь болон Санчир гаригийн хооронд бөмбөрцөг дүрслэгдсэн гадаад орчинд бичээстэй шоо байдаг. Ангараг, Бархасбадь хоёрын хооронд тетраэдр гэх мэт. Тэнгэрийн биетүүдийг олон жил ажигласны эцэст Кеплерийн хуулиуд гарч ирсэн бөгөөд тэрээр өөрийн олон талт онолыг няцаасан.
Хууль
Дэлхийн геоцентрик Птолемей системийг гелиоцентрик системээр сольсон. Коперникийн бүтээсэн төрөл. Дараа нь Кеплер нарны эргэн тойрон дахь гаригуудын хөдөлгөөний хуулиудыг нээсэн.
Гаригуудыг олон жил ажигласны эцэст Кеплерийн гурван хууль гарч ирэв. Тэдгээрийг нийтлэлд авч үзье.
Эхний
Кеплерийн анхны хуулийн дагуу манай системийн бүх гаригууд эллипс гэж нэрлэгддэг битүү муруйн дагуу хөдөлдөг. Манай гэрэлтүүлэгч нь эллипсийн голомтуудын нэгэнд байрладаг. Тэдгээрийн хоёр нь байдаг: эдгээр нь муруй доторх хоёр цэг бөгөөд эллипсийн аль ч цэг хүртэлх зайны нийлбэр тогтмол байна. Эрдэмтэн удаан хугацааны ажиглалтын үр дүнд манай системийн бүх гарагуудын тойрог зам бараг нэг хавтгайд оршдог болохыг тогтоож чадсан юм. Зарим селестиел биетүүд тойрогтой ойрхон зууван тойрог замаар хөдөлдөг. Зөвхөн Плутон, Ангараг гаригууд илүү урт тойрог замд хөдөлдөг. Үүний үндсэн дээр Кеплерийн анхны хуулийг эллипсийн хууль гэж нэрлэсэн.
Хоёр дахь хууль
Биеийн хөдөлгөөнийг судлах нь наранд ойр байх үед гаригийн хурд илүү их, нарнаас хамгийн их зайд байх үед бага байдаг гэдгийг тогтоох боломжийг эрдэмтэд олгодог. перигели ба афелионы цэгүүд).
Кеплерийн 2-р хуулинд дараах зүйл байдаг: гараг бүр манай одны төвийг дайран өнгөрөх хавтгайд хөдөлдөг. Үүний зэрэгцээ, нар болон судалж буй гаригийг холбосон радиус вектор нь тэнцүү талбайг дүрсэлдэг.
Тиймээс биетүүд шар одойг жигд бус тойрон эргэлдэж, перигелийн үед хамгийн их хурдтай, апелион дахь хамгийн бага хурдтай байх нь тодорхой байна. Практикт үүнийг дэлхийн хөдөлгөөнөөс харж болно. Жил бүрийн нэгдүгээр сарын эхээрМанай гараг перигелионоор дамжин өнгөрөхдөө илүү хурдан хөдөлдөг. Үүнээс болж нарны эклиптик дагуух хөдөлгөөн нь жилийн бусад үетэй харьцуулахад илүү хурдан байдаг. 7-р сарын эхээр Дэлхий апелионоор хөдөлдөг бөгөөд энэ нь нар хиртэлтийн дагуу илүү удаан хөдөлдөг.
Гурав дахь хууль
Кеплерийн 3-р хуулийн дагуу одны эргэн тойрон дахь гаригуудын эргэлтийн хугацаа болон түүнээс дундаж зай хоорондын холбоо тогтоогддог. Эрдэмтэн энэ хуулийг манай системийн бүх гаригуудад хэрэглэсэн.
Хуулийн тайлбар
Кеплерийн хуулиудыг Ньютон таталцлын хуулийг нээсний дараа л тайлбарлах боломжтой болсон. Үүний дагуу физик объектууд таталцлын харилцан үйлчлэлд оролцдог. Энэ нь бүх нийтийн шинж чанартай бөгөөд материаллаг төрөл, физик талбарын бүх объектод нөлөөлдөг. Ньютоны хэлснээр хоёр хөдөлгөөнгүй бие бие биедээ жингийнх нь үржвэртэй пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондын зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр харилцан үйлчилдэг.
Уур уцаартай хөдөлгөөн
Манай нарны аймгийн биетүүдийн хөдөлгөөнийг шар одойн таталцлын хүчээр удирддаг. Хэрэв биетүүд зөвхөн нарны хүчээр татагддаг байсан бол гаригууд яг Кеплерийн хөдөлгөөний хуулийн дагуу түүнийг тойрон хөдөлнө. Энэ төрлийн хөдөлгөөнийг цочирдолгүй эсвэл Кеплерийн хөдөлгөөн гэж нэрлэдэг.
Үнэндээ манай системийн бүх объектууд зөвхөн бидний гэрэлтүүлэгч төдийгүй бие биенээ татдаг. Тиймээс аль ч бие нь эллипс, гипербол, тойрог дагуу яг хөдөлж чадахгүй. Хэрэв бие нь хөдөлгөөний явцад Кеплерийн хуулиас гаждаг бол энэ нь-ийг цочрол гэж нэрлэдэг бөгөөд хөдөлгөөнийг нь цочромтгой гэж нэрлэдэг. Үүнийг л бодитой гэж үздэг.
Тэнгэрийн биетүүдийн тойрог зам нь тогтмол эллипс биш. Бусад биетүүдийг татах үед тойрог замын эллипс өөрчлөгддөг.
И. Ньютоны оруулсан хувь нэмэр
Исаак Ньютон Кеплерийн гаригуудын хөдөлгөөний хуулиас бүх нийтийн таталцлын хуулийг гаргаж чадсан. Ньютон сансрын механик асуудлыг шийдэхийн тулд бүх нийтийн таталцлыг ашигласан.
Исаакийн дараа селестиел механикийн салбарт гарсан дэвшил нь Ньютоны хуулиудыг илэрхийлсэн тэгшитгэлийг шийдвэрлэхэд ашигладаг математикийн шинжлэх ухааны хөгжил байв. Энэ эрдэмтэн гаригийн таталцлыг түүнд хүрэх зай, массаар тодорхойлдог ч температур, найрлага зэрэг үзүүлэлтүүд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй гэдгийг тогтоож чадсан.
Ньютон өөрийн шинжлэх ухааны ажилдаа Кеплерийн гурав дахь хууль бүрэн үнэн зөв биш гэдгийг харуулсан. Гаригуудын хөдөлгөөн, жин нь хоорондоо холбоотой байдаг тул тооцоолохдоо гаригийн массыг харгалзан үзэх нь чухал гэдгийг тэрээр харуулсан. Энэхүү гармоник хослол нь Кеплерийн хууль ба Ньютоны таталцлын хуулийн хоорондын хамаарлыг харуулдаг.
Астродинамик
Ньютон, Кеплерийн хуулийг хэрэглэсэн нь астродинамик үүсэх үндэс болсон. Энэ бол хиймэл дагуул, гариг хоорондын станц, төрөл бүрийн хөлөг онгоц зэрэг хиймэл бүтээсэн сансрын биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалдаг селестиел механикийн салбар юм.
Астродинамик нь сансрын хөлгийн тойрог замын тооцоолол хийхээс гадна ямар параметрээр хөөргөх, ямар тойрог замд хөөргөх, ямар маневр хийх шаардлагатайг тодорхойлдог.хөлөг онгоцон дээрх таталцлын нөлөөг төлөвлөх. Эдгээр нь астродинамикийн өмнө тавигддаг бүх практик даалгавар биш юм. Олж авсан бүх үр дүнг олон төрлийн сансрын нислэгт ашигласан.
Астродинамик нь таталцлын нөлөөгөөр байгалийн сансрын биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалдаг селестиел механиктай нягт холбоотой.
Орбитууд
Орбит дор тухайн орон зай дахь цэгийн траекторийг ойлгоно. Огторгуйн механикийн хувьд өөр биеийн таталцлын талбар дахь биеийн замнал нь хамаагүй том масстай гэж үздэг. Тэгш өнцөгт координатын системд траектори нь конус хэлбэрийн хэлбэртэй байж болно, өөрөөр хэлбэл. парабол, эллипс, тойрог, гиперболоор төлөөлнө. Энэ тохиолдолд анхаарал нь системийн төвтэй давхцах болно.
Урт хугацааны турш тойрог замууд дугуй хэлбэртэй байх ёстой гэж үздэг байсан. Эрдэмтэд нэлээд удаан хугацааны турш хөдөлгөөний яг дугуй хэлбэртэй хувилбарыг сонгох гэж оролдсон боловч амжилтанд хүрсэнгүй. Зөвхөн Кеплер л гаригууд тойрог замд биш, уртасгасан тойрог замаар хөдөлдөг гэдгийг тайлбарлаж чадсан. Энэ нь тойрог замд огторгуйн биетүүдийн хөдөлгөөнийг тодорхойлж болох гурван хуулийг нээх боломжийг олгосон. Кеплер тойрог замын дараах элементүүдийг нээсэн: тойрог замын хэлбэр, түүний налуу, орон зай дахь биеийн тойрог замын хавтгайн байрлал, тойрог замын хэмжээ, цаг хугацаа. Эдгээр бүх элементүүд нь түүний хэлбэрээс үл хамааран тойрог замыг тодорхойлдог. Тооцоололд гол координатын хавтгай нь эклиптик, галактик, гаригийн экватор гэх мэт хавтгай байж болно.
Олон судалгаанууд үүнийг харуулж байнатойрог замын геометрийн хэлбэр нь зууван, дугуй хэлбэртэй байж болно. Хаалттай, нээлттэй гэж хуваагддаг. Дэлхийн экваторын хавтгайд тойрог замын налуу өнцгийн дагуу тойрог зам нь туйл, налуу, экватор хэлбэртэй байж болно.
Биеийн эргэн тойрон дахь эргэлтийн үеийн дагуу тойрог замууд нь синхрон эсвэл нарны синхрон, синхрон-өдөр, хагас синхрон байж болно.
Кеплерийн хэлснээр бүх бие тодорхой хөдөлгөөний хурдтай байдаг. тойрог замын хурд. Энэ нь биеийн эргэн тойрон дахь цусны эргэлтийн туршид тогтмол байх эсвэл өөрчлөгдөж болно.
