高观点下的高中物理:修订间差异

添加1,167字节 、​ 2022年3月22日 (星期二)
Zly讨论 | 贡献
第253行:
==== 天体运动 ====
===== 开普勒三定律 =====
 
第一定律(轨道定律),行星的运动轨道是椭圆,太阳就位于椭圆的一个焦点上。
 
第二定律(面积定律):行星的运动在相同时间内扫过的面积是相等的<math>\vec{S_v} = \frac{1}{2} \vec{v} \times \vec{r} = const</math>。
 
第三定律(调和定律):周期的平方和椭圆半长轴的立方的比值是定值<math>\frac{a^3}{T^2} = k</math>
 
第一定律中,椭圆轨道与万有引力是平方反比力息息相关。
 
第二定律中,<math>\vec{S_v} = \frac{1}{2}\vec{v}\times\vec{r} = \frac{L}{2m} = const</math>,其本质是角动量守恒。
 
第三定律可以由第一第二定律直接推导出来。
 
<math>T = \frac{S}{S_v} = \frac{\pi ab}{\frac{1}{2}vr\sin\theta} = \frac{2\pi ab}{vr\sin\theta} = \frac{2\pi mab}{L}</math>
 
<math>\frac{1}{2}mv_1^2 - \frac{GMm}{r_1} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{GMm}{r_2}</math>
 
<math>r_1 + r_2 = 2a, r_1r_2 = b^2</math>
 
可以解得:<math>S_v = \frac{b}{2}\sqrt{\frac{GM}{a}}</math>
 
<math>T = \frac{S}{S_v} = \frac{\pi ab}{\frac{b}{2}\sqrt{\frac{GM}{a}}} = 2\pi a\sqrt{\frac{a}{GM}}</math>
 
所以<math>\frac{a^3}{T^2} = \frac{GM}{4\pi^2} = k</math>
 
===== 平方反比引力 =====
 
286

个编辑