عولي 2: قوانين كبلز الهدف مقدمة الخطوات حتقيق قواننيكبلر باستخدام مدار مركبة فضائية تدور حول القمر وإجيادكتلة قمر.

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "عولي 2: قوانين كبلز الهدف مقدمة الخطوات حتقيق قواننيكبلر باستخدام مدار مركبة فضائية تدور حول القمر وإجيادكتلة قمر."

Ἀλκμήνη Κουρμούλης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 تحقيق عولي : قوانين كبلز الهدف حتقيق قواننيكبلر باستخدام مدار مركبة فضائية تدور حول القمر وإجيادكتلة قمر. مقدمة تنص قوانني كبلر على: 1- مداركلكوكب حول الشمس قطع ناقص تقع الشمس يف مستوى ادلدار ويف أحد بؤرتيو. - اخلط الواصل بني أيكوكب والشمس يرسم مساحات متساوية يف الفضاء يف أزمنة متساوية. - مربع مدة دورة الكوكب حول الشمس تتناسب طردا مع مكعب نصف طول احملور األكرب دلدار الكوكب. أي أن: (1) وعندما خنتار السنة النجمية وحدة دلدة دوران الكوكب حول الشمس والوحدة الفلكية وحدة لطول حملور األكرب دلدار الكوكب فإن ادلعادلة السابقة ستؤول إىل: عمم نيوتن ىذه القوانني لدوران جسم حول جسم آخر ليصبح قانون كبلر الثالث على الصيغة: حيث أن: mكتلة اجلسمني. ثابت اجلذب العام ويساوي: = () 4π () G m + M x m kg -1 sec - G, M إذاكانتكتلة أحد اجلسمني صغرية جدا بالنسبة لكتلة اآلخر فيمكن إمهاذلا أي أن: 4π (4) G m إذا قسنا الكتلة ىنا بالنسبة لكتلة الشمس و بالسنوات النجمية و بالوحدات الفلكية فإن ادلقدار واحد )حتقق من ذلك( أي أن: الخطوات أطلقت مركبة الفضاء 4 G يساوي (5) m Explorer م ووصلت يوليو 19 يف إىل مدارىا اإلىليليجي حول القمر يف يوليو. كان الغرض من ىذه ادلركبة ىو قياس األشعة السينية الشمسية واجلسيمات القوية والرياح الشمسية يف فضاء مابني الكواكب وتفاعلها مع القمر وكذلك اخلواص ادلغناطيسية للقمر. اجلدول ادلرفق حيوي عينة من معلومات عن موقع ادلركبة 1

2 يف مدارىا بالنسبة دلركز القمر. الفرق الزمين بني كل معلومة دقيقة. ووحدة ىذه البيانات ممثلة يف الرسم ادلرفق وعليو حدد التايل: )1 ) حدددد احملددور األصددغر للمدددار ولدديكن pq وىددو ادلنصددف العمددودي للمكددور األكددرب. )مكنددك اسددتخدام طريقددة الطددي للتكديد(. حدد مركز القطع C وىو تقاطع احملورين. مث قس طول نصف احملور األكرب وليكن. ) حدد البؤرتني F 1 و F باستخدام ادلعلومة. pf 1 = pf = )4 قس طول البعدين احلضيضي r p مث واألوجي.r جد قيمتهما بالكيلومرت والوحدة الفلكية. r p b c b b F s r p F1 c F s q q احسب اىليليجية )تفلطح( ادلدار من العالقة: e FC e حقددق قددانون كبلددر الثدداإ وذلددك بإثبددات أن ادلسدداحات الددص مسددكها القمددر الصددناعي يف نفددس الددزمن ىددي مسدداحات متسدداوية. طبددق ىددذا سسدداب مسدداحة مثلثددني رأسددهما عنددد البددؤرة وقاعدددة أحدددمها عنددد احلضددي مددثال واآلخددر عنددد األوج. مدع مالحظددة أن القاعدددة يف ادلثلثددني جيددب أن سثددل ادلسدافة الددص يقطعهددا القمددر الصددناعي يف نفددس الددزمن دقيقة مثال. )5 )6 c b d F حقدق قدانون كبلدر الثالدث وذلدك بإثبدات أن العالقدة طرديدة بدني مكعدب نصدف احملدور األكدرب حيث قيمتها ومربدع مددة الددورة 11.5 الشمس من العالقة. (5) ساعة )احسبها بالسنوات(. ثابت التناسب ىنا ىو كتلدة القمدر )m( احسدبها بالنسدبة لكتلدة احسب سرعة ادلركبة عند احلضي وعند األوج مث اوجد متوسط سرعتها ادلدارية من العالقة: )7 )8 V 0 m 1 r

3 X Explorer 5 Y جدول معلومات عن موقع الوقت ادلنصرم X الوقت ادلنصرم Y نصف قطر األرض نصف قطر األرض نصف قطر األرض نصف قطر األرض

4 تقرير عملي : قوانين كبلر تحقيق على الطالب اكوال هذا التقزيز وتسليوه في الووعد الوحدد االسن: الزقن الجاهعي: 44 الفصل الدراسي... العام 44/ 4

5 التمثيل البياني لمدار القمر الصناعي Explorer5 حول القمر مقياس الرسم في هذا الشكل البياني هو: 1cm = 1100 km 5

6 4( نحدد المحورين األكبر واألصغر والبؤرة على الرسم البياني المعطى ثم نحسب اآلتي: نصف المحور األكبر semi mjor xis البعد الحضيضي r p perihelion distnce البعد األوجي r phelion distnce cm km.u. تفلطح أو اهليليجية )eccentricity( تساوي: e المدار تحقيق قانون كبلر الثاني وذلك بإثبات أن المساحات التي يمسحها القمر الصناعي في نفس الزمن هي مساحات متساوية. FC e ) ) مساحة المثلث األول = مساحة المثلث الثاني = سم سم 4( تحقيق قانونكبلر الثالث وذلك بإثبات أن العالقة طردية بين مكعب نصف المحور األكبر الدورة حيث قيمتها 11.5 ال تنسى هنا أن ساعة. وثابت التناسب هوكتلة القمر : m يجب أن تحسب بالوحدة الفلكية و بالسنوات النجمية siderel yer ومربع مدة = 11.5 hour = yer وبما أن كتلة الشمس m = m sun تساوي m sun إذا : x10 0 kg m = kg 5( أقصى وأدنى سرعة للقمر الصناعي: ال تنسى هنا أن r p r يجب أن تحسب بالوحدة الفلكية و m نسبة لكتلة الشمس V mx 1 0 m = km/sec r p 6

7 V min 1 0 m = km/sec r إذا متوسط السرعة: V = استنتاجات أوال: طول اليوم وطول السنة على الكوكب يف اجلدول أدناه سجل مدة لف الكوكب )طول اليوم( مستعينا جبدول 4, يف الكتاب ادلقرر "مقدمة يف علم الفلك". مث احسب طول السنة على الكوكب مستخدما قانون كبلر: الجرم البعد طول اليوم طول السنة d (.u) 1 عطارد 0.9 Mercury الزىرة 0.7 Venus األرض 1 Erth 4 ادلريخ 1.5 Mrs 5 ادلشرتي 5.1 Jupiter 6 زحل 9.56 Sturn 7 أ ورانوس 19. Urnus 8 نبتون 0.11 Neptune )يوم أرضي( ىل ىذا حيقق قانونكبلر الثالث وضح ذلك: ىل طول اليوم يزداد بزيادة بعد الكوكب أو يقل الحظ أن طول اليوم أقل من طول السنة. وما ىو احلالة االستثنائية وماذا ينتج عن ىذه احلالة 7

8 ثانيا: أقرب وأبعد مسافة في مدارات الكواكب ودورها في التغيرات الفصلية قد يكون الفرق بني أبعد وأقرب مسافة للكوكب يف مداره مقداراكبريا مما يكون سببا مهما يف وجود تغريات فصلية علدى الكوكب. حيث أنوكلماكان الكوكب قريبا من الشمس ارتفعت درجة حرارتو وكلما بعد عن الشمس يف مداره اخنفضدت درجة حرارتو ألن الشمس ىي مصدر احلرارة لكل الكواكب. يف اجلدول احسب أقرب مسافة r p )البعد احلضيضي( وأبعد مسافة r )البعد األوجي( من العالقتني: r p r ( 1 e) ( 1 e) أبعد مسافة ).u( أقرب مسافة ).u( اجلرم التفلطح البعد (.u) e عطارد Mercury الزىرة Venus األرض Erth ادلريخ Mrs ادلشرتي Jupiter زحل Sturn أورانوس Urnus نبتون Neptune الكواكب تتكرك يف مدارات اىليلجية وليست دائرية. وىذا ىو منطوق قانونكبلر األول. ما ىي الكواكب الص تتمتع بتغريات فصلية بسبب التباين الكبري يف بعدىا عن الشمس 8

9 v 0 متوسط V (km/s) 1 r V mx (km/s) ثالثا: سرعة الكوكب المدارية أحسب سرعة كل كوكب عند األوج واحلضي حيث تؤخذ مرة عند األوج ومرة عند احلضي. باستخدام العالقة: V min (km/s) عطارد اجلرم Mercury 1 r Venus Erth Mrs Jupiter Sturn Urnus Neptune الزىرة األرض ادلريخ ادلشرتي زحل أورانوس نبتون سجل مالحظاتك: 9

Σχετικά έγγραφα

أسئلة استرشادية لنهاية الفصل الدراسي الثاني في مادة الميكانيكا للصف الثاني الثانوي العلمي للعام الدراسي

أسئلة استرشادية لنهاية الفصل الدراسي الثاني في مادة الميكانيكا للصف الثاني الثانوي العلمي للعام الدراسي 4102 4102 تذكر أن :1- قانون نيوتن الثاني : 2- في حال كان الجسم متزن أو يتحرك بسرعة ثابتة أوساكن فإن