ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

Σχετικά έγγραφα
Κεφάλαιο 8. Βαρυτικη Δυναμικη Ενεργεια { Εκφραση του Βαρυτικού Δυναμικού, Ταχύτητα Διαφυγής, Τροχιές και Ενέργεια Δορυφόρου}

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

Βαρύτητα Βαρύτητα Κεφ. 12

Σφαιρικά σώµατα και βαρύτητα

ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΛΞΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ 3. Νίκος Κανδεράκης

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ. ΚΥΛΙΣΗ, ΡΟΠΗ και ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΕΙΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΔΥΝΑΜΕΩΝ Βαρυτική Δύναμη Βάρος Κάθετη Δύναμη σε Επιφάνεια Τάση Νήματος Τριβή Οπισθέλκουσα Δύναμη και Οριακή Ταχύτητα

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Κεντρικές υνάµεις. 1. α) Αποδείξτε ότι η στροφορµή διατηρείται σε ένα πεδίο κεντρικών δυνάµεων και δείξτε ότι η κίνηση είναι επίπεδη.

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

Μηχανική - Ρευστομηχανική

ΕΥΤΕΡΑ 28 ΙΟΥΝΙΟΥ 1999 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 5-Μάρτη-2016

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 7-Μάρτη-2015

( ) ( r) V r. ( ) + l 2. Τι είδαμε: m!! r = l 2. 2mr 2. 2mr 2 + V r. q Ξεκινήσαμε την συζήτηση για το θέμα κεντρικής δύναμης

Θέµατα Φυσικής Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2003

Ενδεικτικές ερωτήσεις Μηχανικής για τους υποψήφιους ΠΕ04 του ΑΣΕΠ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Α5. α. Λάθος β. Λάθος γ. Σωστό δ. Λάθος ε. Σωστό

12 η Εβδομάδα Δυναμική Περιστροφικής κίνησης. Αρχή διατήρησης στροφορμής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

Φυσική Θετικών Σπουδών Γ τάξη Ενιαίου Λυκείου 2 0 Κεφάλαιο

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

Reynolds. du 1 ξ2 sin 2 u. (2n)!! ( ( videos/bulletproof-balloons) n=0

Θεωρία Φυσικής Τμήματος Πληροφορικής και Τεχνολογίας Υπολογιστών Τ.Ε.Ι. Λαμίας

Ασκήσεις στο βαρυτικό πεδίο

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

O y. (t) x = 2 cos t. ax2 + bx + c b 2ax b + arcsin. a 2( a) mk.

Ο µαθητής που έχει µελετήσει το κεφάλαιο νόµος παγκόσµιας έλξης, πεδίο βαρύτητας πρέπει:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 17 Φεβρουαρίου 2015

ΛΥΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ mu 1 2m. + u2. = u 1 + u 2. = mu 1. u 2, u 2. = u2 u 1 + V2 = V1

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2017: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΟΜΑΛΗ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Κεφάλαιο 6β. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

( ) = ke r/a όπου k και α θετικές σταθερές

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

όπου Μ η µάζα της Γης την οποία θεωρούµε σφαίρα οµογενή, G η παγκόσµια σταθερά της βαρύτητας και L!

Πώς μια μάζα αντιλαμβάνεται ότι κάπου υπάρχει μια άλλη και αλληλεπιδρά με αυτή ; Η αλληλεπίδραση μεταξύ μαζών περιγράφεται με την έννοια του πεδίου.

k 3/5 P 3/5 ρ = cp 3/5 (1) dp dr = ρg (2) P 3/5 = cgdz (3) cgz + P0 cg(z h)

ΚΙΝΗΣΗ ΠΛΑΝΗΤΩΝ - ΛΟΞΩΣΗ

GMR L = m. dx a + bx + cx. arcsin 2cx b b2 4ac. r 3. cos φ = eg. 2 = 1 c

Μέθοδος Hohmann αλλαγής τροχιάς δορυφόρου και σχεδιασμός διαπλανητικών τροχιών

Κίνηση σε κεντρικό δυναμικό

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ-Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΠΥΡΑΥΛΩΝ. Η προώθηση των πυραύλων στηρίζεται στην αρχή διατήρησης της ορμής.

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 16/2/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ A ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

Ενημέρωση. Η διδασκαλία του μαθήματος, όλες οι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίο: «Πανεπιστημιακή

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΟΡΜΗ 30/11/2014

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 16 Φεβρουαρίου, 2011

Έργο Ενέργεια. ΦΥΣ Διαλ.15 1

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 2015 ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ

dx cos x = ln 1 + sin x 1 sin x.

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

ΦΥΣΙΚΗ (ΜΗΧΑΝΙΚΗ-ΚΥΜΑΤΙΚΗ)

Το βαρυτικό πεδίο της Γης.

11 η Εβδομάδα Δυναμική Περιστροφικής κίνησης. Έργο Ισχύς στην περιστροφική κίνηση Στροφορμή

ΦΥΣ. 211 Τελική Εξέταση 11-Μάη-2015

. Για τα δύο σωµατίδια Α και Β ισχύει: q Α q, Α, q Β - q, Β 4 και u Α u Β u. Τα δύο σωµατίδια εισέρχονται στο οµογενές µαγνητικό πεδίο, µε ταχύτητες κ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Παίζοντας με ένα γιο γιο

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΟΜΑΛΗ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ

minimath.eu Φυσική A ΛΥΚΕΙΟΥ Περικλής Πέρρος 1/1/2014

Φυσική Γ Λυκείου Θετικού Προσανατολισμού Σχ. έτος ο Διαγώνισμα Κρούσεις - Ταλαντώσεις Θέμα 1ο

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

ΒΑΡΥΤΗΤΑ. Το μέτρο της βαρυτικής αυτής δύναμης είναι: F G όπου M,

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 8-Μάρτη-2014

ΦΥΣ. 111 Κατ οίκον εργασία # 8 - Επιστροφή Πέµπτη 09/11/2017

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Τζιόλας Χρήστος. και Α 2

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 8-Μάρτη-2014

Ποια μπορεί να είναι η κίνηση μετά την κρούση;

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

v r T, 2 T, a r = a r (t) = 4π2 r

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΟΜΑΛΗ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα Α. 1. β 2. α 3. γ 4. β 5. Λ,Λ,Λ,Λ,Λ.

GMm. 1 2GM ) 2 + L2 2 + R L=4.5 L=4 L=3.7 L= 1 2 =3.46 L= V (r) = L 2 /2r 2 - L 2 /r 3-1/r

F mk(1 e ), όπου k θετική σταθερά. Στο όχημα ασκείται

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη: Ορμή

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΚΑΜΠΥΛΟΓΡΑΜΜΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ

( Barbero 2013, European Journal of Physics, 34, df (z) dz

dv 2 dx v2 m z Β Ο Γ

ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

Transcript:

(Με ιδέες και υλικό από ΦΥΣΙΚΗ Ι ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης από παλαιότερες διαφάνειες του κ. Καραμπαρμπούνη) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, 05 06 06 ΒΑΡΥΤΗΤΑ Νόμος της Βαρύτητας Βαρύτητα στο Εσωτερικό και Πάνω από την Επιφάνεια της ης Πλανήτες σε Ελλειπτικές Τροχιές Νόμοι του Keple Βαρυτική Δυναμική Ενέργεια Τροχιές και Ενέργεια Stathis STILIAIS, UoA 05-06

(Με ιδέες και υλικό από ΦΥΣΙΚΗ Ι ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης από παλαιότερες διαφάνειες του κ. Καραμπαρμπούνη) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, 05 06 06 ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΩΝ Νόμος της Βαρύτητας ALONSO FINN HALLIDAY ESNICK WALKE.,.. έως.5.,. Νόμοι του Keple.5.7,5 YOUNG FEEDAN Βαρυτική Δυναμική Ενέργεια Δορυφόροι.4,.6.6,.8.,.4 Stathis STILIAIS, UoA 05-06

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (NEWTON) Νόμος της Βαρύτητας του Newton σε διανυσματική μορφή m m mm G F G F F G ˆ m m G 6.67 0 N m Kg Βαρύτητα στην επιφάνεια της ης mg G g G Stathis STILIAIS, UoA 05-06

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (NEWTON) Εκτίμηση της μάζας Μ της ης g G g G 6 (6.4 0 ) 0 6.67 0 Kg 6 0 4 Kg Εκτίμηση της μέσης πυκνότητας ρ της ης ρ V g G 4 π 4π g G ρ 5.5 0 Kg/ m Stathis STILIAIS, UoA 05-06 4

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (NEWTON) Βαρύτητα στο εσωτερικό της ης Ένα ομογενές σφαιρικό κέλυφος δεν ασκεί συνισταμένη βαρυτική δύναμη σε σωματίδιο τοποθετημένο στο εσωτερικό του. F G 4 π ρ m F 4π G m ρ Το σώμα εκτελεί ταλάντωση με περίοδο: F k m m T π π k 4π Gmρ π Gρ Stathis STILIAIS, UoA 05-06 5

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (NEWTON) Βαρύτητα πάνω από την επιφάνεια της ης mg h G ( + h) + h + h) g h G < ( g Παρατηρήσεις Εάν η απόσταση από την επιφάνεια της ης γίνει όσο και η ακτίνα της (h ) τότε το g h υποτετραπλασιάζεται. Το διαστημικό λεωφορείο για το οποίο το h 400 km δέχεται βαρυτική επιτάχυνση g h 8.70 m/s. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 6

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (NEWTON) Βαρύτητα σε διαφορετικούς Πλανήτες Σε δύο διαφορετικούς σφαιρικούς πλανήτες με ακτίνες A και B, των οποίων οι πυκνότητες είναι αντίστοιχα ρ A και ρ B, η βαρύτητα στην επιφάνεια καθενός είναι: 4 π g G G ρ 4π Gρ ΠΛΑΝΗΤΗΣ Α ΠΛΑΝΗΤΗΣ Β g A g B 4π 4π G G A B ρ ρ A B g g A B A B ρ ρ A B Στην επιφάνεια της Σελήνης το g είναι περίπου το /6 (.6m/s ) της τιμής στην η. Δεδομένου ότι ο λόγος των ακτίνων των δύο αυτών ουρανίων σωμάτων είναι 0.7 συνάγεται πως η μέση πυκνότητα της Σελήνης είναι μικρότερη (0.6 φορές) της μέσης πυκνότητας της ης. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 7

ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ KEPLE Όταν ένα σώμα κινείται υπό την επίδραση κεντρικής δύναμης η στροφορμή του L είναι διατηρήσιμη ποσότητα. Μια κεντρική δύναμη (όπως είναι η βαρυτική δύναμη) μπορεί να γραφεί στην παρακάτω μορφή: F() F() ˆ F() Οπότε η ροπή της δύναμης αυτής τ ως προς την αρχή των αξόνων είναι: και δεδομένου ότι 0 F() F() τ F dl τ dt L ( ) 0 m dθ dt const Η κίνηση ενός δορυφόρου γύρω από έναν πλανήτη αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 8

ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ KEPLE ος Νόμος Keple Κίνηση Πλανητών σε Ελλειπτικές Τροχιές e Εκκεντρότητα a Απόσταση Αφηλίου p Απόσταση Περιηλίου Ο Ήλιος βρίσκεται σε μια από τις εστίες της έλλειψης και σε απόσταση e a (εστιακή απόσταση) από το κέντρο της. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 9

ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ KEPLE ος Νόμος Keple Η επιβατική ακτίνα διαγράφει ίσα εμβαδά σε ίσους χρόνους da vdt mvdt Ldt da L const m m dt m Εναλλακτικά da dt dθ dt ω αλλά L p ( mv ) ( mω) m ω άρα da dt L m Stathis STILIAIS, UoA 05-06 0

ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ KEPLE ος Νόμος Keple Το τετράγωνο της περιόδου είναι ανάλογο του κύβου του μεγάλου ημιάξονα Κεντρομόλος Δύναμη Βαρυτική Δύναμη mv G mω ω G ω π Τ 4π G T T 4π G Στην ελλειπτική κίνηση το της σχέσης αυτής ταυτίζεται με τον μεγάλο ημιάξονα a της έλλειψης. Στις τέσσερες ελλειπτικές τροχιές με τον ίδιο μεγάλο ημιάξονα που απεικονίζονται στο διπλανό σχήμα, παρόλο που η εκκεντρότητα έχει διαφορετική τιμή, η συνολική ενέργεια είναι η ίδια. Stathis STILIAIS, UoA 05-06

ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΕΙΑ Υπολογισμός του έργου που απαιτείται για να μετακινηθεί σώμα μάζας m εντός βαρυτικού πεδίου (προκαλούμενου από τη μάζα Μ) από το σημείο στο άπειρο. W F()d ια τη βαρυτική δύναμη F() ισχύει: ()d F d cos(80 ) Fd G d o F W G d G d G 0 G G Αλλά W U U U 0 U οπότε: W U U G U() G Stathis STILIAIS, UoA 05-06

ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΕΙΑ Το βαρυτικό πεδίο είναι συντηρητικό. U() G F - gad U - U ˆ F - G ˆ Δηλαδή το έργο της βαρυτικής δύναμης είναι ανεξάρτητο από τη διαδρομή που επιλέγεται και εξαρτάται μόνο από τη διαφορά του δυναμικού στο αρχικό και τελικό σημείο: W A G U A U G Είναι εύκολα κατανοητό ότι το έργο κατά μήκος των τόξων BC και DE είναι μηδενικό, δεδομένου ότι κατά μήκος των τόξων αυτών η βαρυτική δύναμη είναι κάθετη σε οποιαδήποτε στοιχειώδη μετατόπιση. Stathis STILIAIS, UoA 05-06

ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΕΙΑ Ταχύτητα Διαφυγής Η απαιτούμενη ελάχιστη αρχική ταχύτητα βλήματος για να μπορέσει να διαφύγει της επίδρασης του βαρυτικού πεδίου της ης. E K U E E + K + U K + U 0 E K U 0 mv G + 0 v G G v 0. km/s Η εξίσωση αυτή ισχύει για κάθε ουράνιο σώμα. ια τον Ήλιο ( 0 0 Kg, 7 0 8 m) η ταχύτητα διαφυγής είναι 68 km/s ενώ για αστέρα νετρονίων αυτή γίνεται 0 5 km/s. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 4

ΤΡΟΧΙΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΕΙΑ Κίνηση δορυφόρου σε κυκλική τροχιά γύρω από πλανήτη Συνολική Ενέργεια: E K + U ια κυκλική τροχιά ισχύει: G mv & K mv Κινητική Ενέργεια: Θετική Συνεπώς: K G E K + U U K K U Δυναμική & Ολική Ενέργεια Αρνητική Stathis STILIAIS, UoA 05-06 5

όπου ΤΡΟΧΙΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΕΙΑ Υπολογισμός της συνολικής ενέργειας δορυφόρου κινούμενου σε ελλειπτική τροχιά γύρω από πλανήτη m: Μάζα δορυφόρου Μ: Μάζα πλανήτη L: Στροφορμή δορυφόρου d dθ v, v dt dt E K + U mv G m v + v G ( ) ω οπότε v v v v E mv + m G Επειδή όμως η δύναμη είναι κεντρική, η στροφορμή L του συστήματος διατηρείται και ισχύει: ω v dθ dt L m m ω ω L m mv L + m E G Στις ακραίες θέσεις της έλλειψης ό δορυφόρος δεν έχει ακτινική ταχύτητα (v 0) και η παραπάνω εξίσωση γίνεται: L m E Stathis STILIAIS, UoA 05-06 6 G

ΤΡΟΧΙΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΕΙΑ Υπολογισμός της συνολικής ενέργειας δορυφόρου κινούμενου σε ελλειπτική τροχιά γύρω από πλανήτη E L m G me + Gm L 0 Οι λύσεις της δευτεροβάθμιας αυτής εξίσωσης ταυτίζονται με τα και, το άθροισμα των οποίων είναι ο άξονας της έλλειψης (a a): Gm + a a me E G a Το αποτέλεσμα αυτό είναι ταυτόσημο με την ενέργεια δορυφόρου κινούμενου σε κυκλική τροχιά, όπου ο ημιάξονας a ταυτίζεται με την ακτίνα της κυκλικής τροχιάς. Stathis STILIAIS, UoA 05-06 7