Kā gravitācija liek planētām riņķot ap zvaigznēm?

Ikdienas pasaulē gravitācija ir spēks, kas liek objektiem krist uz leju. Astronomijā gravitācija ir arī spēks, kas liek planētām pārvietoties gandrīz apļveida orbītās ap zvaigznēm. No pirmā acu uzmetiena nav acīmredzams, kā viens un tas pats spēks var izraisīt tik šķietami atšķirīgu uzvedību. Lai saprastu, kāpēc tas tā ir, ir jāsaprot, kā ārējs spēks ietekmē kustīgu objektu.

Smaguma spēks

Gravitācija ir spēks, kas darbojas starp jebkuriem diviem objektiem. Ja viens objekts ir ievērojami masīvāks nekā otrs, tad gravitācija pievilks mazāk masīvo objektu pret masīvāko. Piemēram, planēta piedzīvos spēku, kas to velk uz zvaigzni. Hipotētiskajā gadījumā, kad abi objekti sākotnēji ir nekustīgi viens pret otru, planēta sāks kustēties zvaigznes virzienā. Citiem vārdiem sakot, tas nokritīs uz zvaigzni, tāpat kā ikdienas smaguma pieredze liecinātu.

Perpendikulārās kustības ietekme

Orbitālās kustības izpratnes atslēga ir saprast, ka planēta nekad nav nekustīga attiecībā pret savu zvaigzni, bet gan pārvietojas lielā ātrumā. Piemēram, Zeme savā orbītā ap sauli pārvietojas ar aptuveni 108 000 kilometriem stundā (67 000 jūdzes stundā). Šīs kustības virziens būtībā ir perpendikulārs gravitācijas virzienam, kas darbojas pa līniju no planētas līdz saulei. Kamēr gravitācija pavelk planētu pret zvaigzni, tās lielais perpendikulārais ātrums nes to sāniski ap zvaigzni. Rezultāts ir orbīta.

instagram story viewer

Centripetal spēks

Fizikā jebkura veida apļveida kustības var raksturot ar centripetāla spēka palīdzību - spēku, kas darbojas uz centru. Orbītas gadījumā šo spēku nodrošina gravitācija. Pazīstamāks piemērs ir objekts, kas virpuļots apkārt auklas gabala galā. Šajā gadījumā centrālais spēks rodas no pašas stīgas. Objekts tiek pievilkts centra virzienā, bet tā perpendikulārais ātrums neļauj tam pārvietoties pa apli. Runājot par pamata fiziku, situācija neatšķiras no planētas, kas riņķo ap zvaigzni.

Apļveida un bez apļveida orbītas

Lielākā daļa planētu pārvietojas pa aptuveni apļveida orbītām planētu sistēmu veidošanās rezultātā. Apļveida orbītas būtiskā iezīme ir tāda, ka kustības virziens vienmēr ir perpendikulārs līnijai, kas savieno planētu ar centrālo zvaigzni. Tam tomēr nav jābūt. Piemēram, komētas bieži pārvietojas pa apļveida orbītām, kas ir ļoti iegarenas. Šādas orbītas joprojām var izskaidrot ar gravitāciju, lai gan teorija ir sarežģītāka nekā apļveida orbītām.

Teachs.ru
  • Dalīties
instagram viewer