作者GroundWalker (無能之鍊金術師)
看板Physics
標題Re: [題目] 克卜勒行星運動的兩道問題...尋求觀念解法
時間Thu Apr 7 10:11:49 2011
※ 引述《e262v123 (仁觀)》之銘言:
: [領域] 克卜勒行星運動 (題目相關領域)
: [來源] 高中參考書 (課本習題、考古題、參考書...)
: [題目]
: 1.
: 已知地球與某行星以太陽為中心,分別在內外圈以圓軌道同向繞著太陽
: 若地球和行星最近到最遠的距離需要耗費4/7年的時間,
: 請問地球和行星最遠距離為____AU
用3rd law
可以知道
行星繞行的角速度(角頻率)
和半徑(或長軸)的-2/3次方成正比
半徑越長,角速度越慢
最近和最遠距離都是兩者同在對太陽的連心線上
不過最近是兩者在同一側,最遠的話中間隔著太陽
有可能那一顆行星軌道半徑較小,也可能較大
不過我猜後者應該可以得到更大的答案
基本上只要算得後者距離大於兩倍地球半徑,那和地球的距離一定比前者的狀況遠
在前者的情況,有可能地球繞4/7年,他繞了甚至超過2圈
但這樣他的軌道半徑會越小
和地球距離就越小
所以想確定的話,也只要算繞一圈多的狀況就好了
那從幾何關係,你就可以得到當地球跑4/7年的時候
(地球週期是一年,你可以從這裡得到地球繞了幾度)
那一顆星球繞了幾度
那也可以從這裡得到他的角速度,知道那顆星球的軌道半徑(用前面說的比例關係)
這樣就可以得到行星和地球的最遠距離了
: 2.
: 題目縮圖 http://ppt.cc/rK_N
: 某衛星原本以地球為中心,繞著紅色圓軌跡運行,後欲返回地球
: 於是減速而延著綠色軌跡返回地球
: 請問A點至B點的週期為何?
焦點在地球
B到焦點距離就是地球半徑,A到焦點距離是原先圓軌道的半徑
所以可以知道半長軸
那把Kepler' 3rd law代進去
應該可以得到週期了
題目條件給的不太完整
如果可以和月亮的軌道比較的話
那就大致可以算了(因為月亮週期--就是一個月)
: [瓶頸] (寫寫自己的想法,方便大家為你解答)
: 第1題想利用各自週期跟圈數的數學關係求 但是發現未知數太多
: 變的非常複雜 所以想請問有沒有比較單純的解法
: 第2題是蠻常見的題目 但是大多好像都是求綠色軌跡的速率或平均半徑
: 第一次碰到求週期的題目 對於怎麼解出週期沒什麼概念(因為不是圓軌道)
: 還請板上物理觀念清晰的強者指教 感激不盡 >"<
因為個人略為懶惰,所以只寫了大概怎麼算XD
話說是家教所以會遇到這題目嗎?
已經離高中的年代好遠了(茶)
當初學過什麼幾乎都忘了XD
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※ 編輯: GroundWalker 來自: 140.116.117.33 (04/07 10:18)
1F:→ e262v123:我比較好奇的是 他是減速然後繞著綠色軌道降落地球 04/08 11:47
2F:→ e262v123:這樣的話好像跟橢圓軌道週期就不大一樣了 04/08 11:47
3F:→ GroundWalker:題目意思我猜是"只"在那一點減速 04/09 11:12
4F:→ GroundWalker:不然根本不能算 04/09 11:13