V. Закон всесвітнього тяжіння ньютона

44. Коловий рух світил.

Астрономією називають науку про небесні світила (грецькі слова «астрон» - зоря, «номос» - закон).

Уже за стародавніх часів люди, спостерігаючи рух небесних світил, навчилися визначати зміну пір року; навчилися користуватися небесними світилами, щоб визначати напрями на суші, й на морі. Перші астрономічні відомості, що постали наслідком потреб господарського життя, у давній Греції за 2000 років до теперішнього часу дійшли небувалого доти розквіту.

Спостерігаючи небесні світила, стародавні астрономи найшли п'ять більш-менш яскравих світил, які переміщуються на небозводі відносно інших світил подібно до Сонця й Місяця. Ці світила були названі планетами (грецьке слово «планетес» — блукаючий). Щоб з'ясувати рух планет, Сонця і Місяця, були запропоновані різні гіпотези; одна з них належить грецькому вченому Плометеєві (жив у II в. н. е. в Александрії). Суть її ось у чому. Центр всесвіту є Земля. Біля неї на сімох концентричних сферах міститься Сонце, Місяць і п'ять відомих у той час планет. Рухи сфер, на яких є ці світила, спричиняють видимий рух світил на небозводі. Через те, що рухи планет на небозводі дуже складні, то припускали, що на сферах є не самі планети, а центри інших обертальних сфер, на яких містяться планети. Хоча гіпотеза Птоломея була дуже складна, проте вона проіснувала понад 14 ст. Цю гіпотезу звуть геоцентричною (грецьке слово «гео» — земля).

У XIII ст. з розвитком торгівлі зро­стає інтерес до науки. Мореплавство виходить за межі Середземного моря. Колумб у 1491 р. відкриває Америку, Магеллан у 1519—1520 рр. робить кругосвітню подорож. Для далеких подорожей потрібні добрі карти і точні способи визначати географічне положення та час. Астрономії ставлять великі вимоги, наслідком чого поширюється розвиток астрономічного знання і настає переворот у поглядах на світобудову. На початку XVI ст. польський учений М. Копернік (1473 — 1543 рр.) довів, що всі видимі рухи планет, Сонця і Місяця можна з’ясувати до системи Птоломеєвих сфер, якщо припустити, що Земля є така сама планета, як і інші, і що вона разом з іншими планетами рухається колами, в центрі яких міститься Сонце.

Добове обертання небозводу зі сходу на захід є явище позірне. Це здається через те, що Земля обертається навколо осі з заходу на схід.

Твори Копєрніка були надруковані перед самою його смертю. Це вчення цілком суперечило вченню церкви, за яким центр всесвіту є Земля. Через це всім, хто підтримував учення Копєрніка, довелось зазнати жорстоких переслідувань від церкви.

1600 р. спалено на кострищі італійського вченого Джордано Бруно за те, що він заперечував геоцентричну систему. 1633 р. за присудом церковної інквізиції Галілей, після ув'язнення повинен був прилюдно зректися учення Копєрніка.

Системою Копєрніка називається геліоцентричною (від грецького слова «геліос» - сонце).

45.Закони Кеплера.

Німецький учений Йоган Кеплер (1571-1630 рр.), опрацьовуючи наслідки численних спостережень, установив закони руху планет.

1. Планети оббігають навколо Сонця еліпсами, в одному з фокусів яких міститься Сонце.

2. Площі, що їх описують радіус-вектор планети в рівні проміжки часу, дорівнюють одна одній (рис. 44).

3. Квадрати часу обертання планет пропорційні кубам їх середніх віддалей від Сонця.

Перший закон Кеплера визначає форму траєкторії, якою оббігає планета. Траєкторія планети називається орбітою.

Рис. 44

Д

Рис. 43

ругий закон установлює, що швидкість руху планети орбітою в різних точках орбіти неоднакова. При наближенні планети до Сонця швидкість її зростає, при віддалені від нього — зменшується. Найближча до Сонця точка планетної орбіти називається перигелієм, найдальша — афелієм.

Третій закон установлює залежність між часом обігу планети і її середньою відстанню від Сонця. Що далі планета від Сонця, то більший її період обігу навколо нього.

Користуючись третім законом, визначимо для прикладу час обігу планети Венери навколо Сонця. За другу планету візьмемо Землю.

Земля віддалена від Сонця на 149,5 млн. км, а час обігу її нав­коло Сонця 1 рік. Венера віддалена від Сонця на 108,2 млн. км. Час її обігу позначимо . За третім законом маємо: