Hur man beräknar Perihelion

I astrofysik,periheliumär punkten i ett objekts bana när det är närmast solen. Den kommer från grekiska för nära (peri) och sol (Helios). Dess motsats äraphelion, den punkt i sin bana där ett objekt är längst bort från solen.

Begreppet perihelion är förmodligen mest bekant i förhållande tillkometer. Kometernas banor tenderar att vara långa ellipser med solen belägen vid en kontaktpunkt. Som ett resultat tillbringas det mesta av kometens tid långt ifrån solen.

Men när kometer närmar sig perihelion kommer de tillräckligt nära solen för att dess värme och strålning orsakar närmar sig kometen för att spira den ljusa koma och långa glödande svansar som gör dem till några av de mest kända himmelska föremål.

Läs vidare för att lära dig mer om hur perihelium relaterar till orbitalfysik, inklusive aperiheliumformel.

Excentricitet: De flesta banor är inte faktiskt cirkulära

Även om många av oss har en idealiserad bild av jordens väg runt solen som en perfekt cirkel, är verkligheten väldigt få (om någon) banor är faktiskt cirkulära - och jorden är inget undantag. Nästan alla är det faktiskt

instagram story viewer
ellipser​.
Astrofysiker beskriver skillnaden mellan ett föremåls hypotetiskt perfekta, cirkulära bana och dess ofullkomliga, elliptiska bana som dessexcentricitet. Excentricitet uttrycks som ett värde mellan 0 och 1, ibland omvandlat till en procentsats.

En excentricitet på noll indikerar en perfekt cirkulär bana, med större värden som indikerar alltmer elliptiska banor. Till exempel har jordens inte riktigt cirkulära omlopp en excentricitet av cirka 0,0167, medan den extremt elliptiska omloppet för Halleys komet har en excentricitet av 0,967.

Ellipsernas egenskaper

När du pratar om orbital rörelse är det viktigt att förstå några av de termer som används för att beskriva ellipser:

  • foci: två punkter inuti ellipsen som kännetecknar dess form. Foci som är närmare varandra betyder en mer cirkulär form, längre ifrån varandra betyder en mer avlång form. När man beskriver solbanor kommer en av fokuserna alltid att vara solen.
  • Centrum: varje ellips har en mittpunkt.
  • huvudaxel: en rak linje över ellipsens längsta bredd, den passerar genom både fokus och centrum, dess ändpunkter är hörnpunkterna.
  • halvhuvudaxel: hälften av huvudaxeln eller avståndet mellan centrum och en hörn.
  • hörn: den punkt vid vilken en ellips gör sina vassaste vändningar och de två längsta punkterna från varandra i ellipsen. När man beskriver solbanor motsvarar dessa perihelion och aphelion.
  • mindre axel: en rak linje korsar den kortaste bredden på ellipsen, den passerar genom mitten. Slutpunkterna är co-vertices.
  • halv-mindre axel:hälften av den mindre axeln, eller det kortaste avståndet mellan centrum och en co-toppunkt för ellipsen.

Beräkning av excentricitet

Om du vet längden på en ellips större och mindre axlar kan du beräkna dess excentricitet med följande formel:

\ text {excentricity} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ text {semi-minor axel} ^ 2} {\ text {semi-major axel} ^ 2}


Normalt mäts längder i orbital rörelse i termer av astronomiska enheter (AU). En AU är lika med medelavståndet från jordens centrum till solens centrum, eller149,6 miljoner kilometer. De specifika enheterna som används för att mäta axlarna spelar ingen roll så länge de är desamma.

Låt oss hitta Perihelion Distance of Mars

Med allt detta ur vägen är det faktiskt ganska enkelt att beräkna perihelium- och aphelionavstånd så länge du vet längden på en omloppsbanahuvudaxeloch dessexcentricitet. Använd följande formel:

\ text {perihelion} = \ text {semi-huvudaxel} (1- \ text {excentricitet}) \\\ text {} \\ \ text {aphelion} = \ text {semi-huvudaxel} (1 + \ text {excentricitet})

Mars har en halvhuvudaxel på 1,524 AU och en låg excentricitet på 0,0934, därför:

\ text {perihelion} _ {Mars} = 1.524 \ text {AU} (1-0.0934) = 1.382 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mars} = 1.524 \ text { AU} (1 + 0,0934) = 1,666 \ text {AU}

Även vid de mest extrema punkterna i sin bana förblir Mars ungefär samma avstånd från solen.

Jorden har också en mycket låg excentricitet. Detta hjälper till att hålla planetens tillgång till solstrålning relativt konsekvent under hela året och betyder att jordens excentricitet inte har en mycket märkbar inverkan på vår dagliga dag liv. (Jordens lutning på dess axel har en mycket mer märkbar effekt på våra liv genom att orsaka säsonger.)

Låt oss nu beräkna kvicksilvers avstånd från perihel och aphelion från solen istället. Kvicksilver är mycket närmare solen med en halvhuvudaxel på 0,387 AU. Dess omlopp är också betydligt mer excentrisk, med en excentricitet på 0,205. Om vi ​​ansluter dessa värden till våra formler:

\ text {perihelion} _ {Mercury} = 0.387 \ text {AU} (1-0.206) = 0.307 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mercury} = 0.387 \ text { AU} (1 + 0,206) = 0,467 \ text {AU}

Dessa siffror betyder att kvicksilver är nästantvå tredjedelarnärmare solen under periheliet än vid aphelion, vilket skapar mycket mer dramatiska förändringar i hur mycket värme och solstrålning som den soliga ytan på planeten utsätts för under dess gång bana.

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer