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2009年2月18日 星期三

Kepler行星三大運動定律

  Kepler由一系列觀測數據整理出Kepler行星之三大運動定律。第一定律:行星以橢圓軌道繞著恆星轉動,恆星在橢圓軌道之一焦點上。第二定律:行星在單位時間中掃出的面積為一定值,此即角動量守恆的表現。第三定律:行星的公轉週期平方與平均軌道半徑立方之比值為常數。
  Newton萬有引力之成功,在於可以由此得到Kepler行星三大運動定律。而一般如:地球繞日,月球繞地球等的星體系統,以Newton的萬有引力就可解釋,但還是有例外,如最靠近太陽的水星攝動現象,無法合理的解釋。此須在廣義相對論建立後,才能圓滿解釋,並更全面的認識到萬有引力。
  由-GMmV[er]/r^2=mV[a],將V[a]在極座標(r,φ)之形式寫下,V[eφ]方向不受力,解角度方向的微分方程,可得到Kepler第二定律。V[er]方向受萬有引力引作用,解徑向微分方程即可得出Kepler第一定律。解微分方程時出現的積分常數,需由初始條件給定。一般初始條件選在遠日點或近日點,以此為時間零點的優點是:此二處r對時間微分為零。因此二點為最遠與最近,不會再有增減。

2009-02-18亥時

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