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)

Σχετικά έγγραφα
ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ 7 ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣIΚΗΣ ΑΠΘ

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

dλ (7) l A = l B = l = λk B T

v tot = 29.86km/s v 1 = 1/15v 2 v i = 2π A i P M 1 M 2 A = αr r = 40pc (2)

Εισαγωγή στην Αστρονομία

Αστροφυσική. Ενότητα # 4: Αστρικοί άνεμοι, σφαιρική προσαύξηση και δίσκοι προσαύξησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θεωρητική Εξέταση. 23 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

Αστροφυσική. Ενότητα # 2: Αστρική Δομή - Εφαρμογές Ρευστοδυναμικής. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

Βαρύτητα Βαρύτητα Κεφ. 12

Θεωρητική Εξέταση. 24 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

Εισαγωγή Στην Αστρονομία

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

2. Στο ηλιακό στέµµα η ϑερµότητα διαδίδεται µε αγωγιµότητα και η ϱοή ϑερµικής ενέργειας (heat flux)είναι

Σφαιρικά σώµατα και βαρύτητα

Ερωτήσεις Λυκείου 22 ου Πανελλήνιου Διαγωνισμού Αστρονομίας Διαστημικής 2017

ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ Φεβρουάριος 2015 (λυσεις)

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστροφυσική. Ενότητα # 6: Λευκοί Νάνοι. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

Αστροφυσική. Ενότητα # 5: Μαγνητικά Πεδία στην Αστροφυσική. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΛΞΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

Αστροφυσική. Ενότητα # 3: Από τη Μεσοαστρική Σκόνη στην Κύρια Ακολουθία. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Κοσμάς Γαζέας

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΕΙΣ ΒΑΡΥΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι. Οκτώβριος 2002 Τμήμα Πέτρου Ιωάννου και Θεοχάρη Αποστολάτου

Πληροφορίες για τον Ήλιο:

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

Εισαγωγή στην αστρονοµία (Πως να προετοιµαστώ για τις εξετάσεις;)

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

ΔΥΝΑΜΙΚΗ 3. Νίκος Κανδεράκης

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

mv V (x) = E με V (x) = mb3 ω 2

Το βαρυτικό πεδίο της Γης.

Ήλιος. Αστέρας (G2V) με Ζ= Μάζα: ~ 2 x 1030 kg (99.8% του ΗΣ) Ακτίνα: ~700,000 km. Μέση απόσταση: 1 AU = x 108 km

Μέρος A: Νευτώνιες τροχιές (υπό την επίδραση συντηρητικών δυνάμεων) (3.0 μονάδες)

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

Αστροφυσική. Οµάδα 2. v f = 0

Β. ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ

β. ίιος πλανήτης γ. Ζωδιακό φως δ. ορυφόρος ε. Μετεωρίτης στ. Μεσοπλανητική ύλη ζ. Αστεροειδής η. Μετέωρο

Επαναληπτική άσκηση: Περιστροφή Κρούση - Κύλιση με ολίσθηση

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

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 5-Μάρτη-2016

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

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

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

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

Κεφάλαιο 6β. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική Ι 20 Οκτωβρίου 2011

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

ΚΑΤΑΝΟΜΗ BOLTZMANN ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

ΚΙΝΗΣΗ ΠΛΑΝΗΤΩΝ - ΛΟΞΩΣΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ 2002 ΣΤΗ ΜΝΗΜΗ ΒΑΣΙΛΗ ΞΑΝΘΟΠΟΥΛΟΥ

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

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

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις


Ερωτήσεις Λυκείου 21 ου Πανελλήνιου Διαγωνισμού Αστρονομίας Διαστημικής 2016

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

Δυνάμεις που καθορίζουν την κίνηση των αέριων μαζών

ΑΣΚΗΣΗ 5.1 Το διάνυσμα θέσης ενός σώματος μάζας m=0,5kgr δίνεται από τη σχέση: 3 j οπότε το μέτρο της ταχύτητας θα είναι:

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

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

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

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

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

Μηχανική Στερεού Σώματος

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

Ενότητα 9: Ασκήσεις. Άδειες Χρήσης

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 7-Μάρτη-2015

Μαγνητικοί άνεμοι και απώλεια στροφορμής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθµολογικά ισοδύναµες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

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

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 09 Ροπή Αδρανείας Στροφορμή

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

θ = D d = m

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

Αστροφυσική. Ενότητα # 1 (Εισαγωγική): Εισαγωγή στη Ρευστομηχανική. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΤΕΠΑΚ, Τμήμα Πολιτικών Μηχ. / Τοπογράφων Μηχ. και Μηχ. Γεωπληροφορικής

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

ΤΕΠΑΚ, Τμήμα Πολιτικών Μηχ. / Τοπογράφων Μηχ. και Μηχ. Γεωπληροφορικής

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 23/9/2015 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

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

The 38 th International Physics Olympiad Iran Theory Competition Sunday, 15 July 2007

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Σχηματισμός Πλανητών. Μάθημα 9ο 10ο

Transcript:

Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ 3ο Σετ Ασκήσεων Αστρονομίας Author: Σταμάτης Βρετινάρης Supervisor: Νικόλαος Στεργιούλας Λουκάς Βλάχος December 5, 215

1 Άσκηση Σφαιρικός αστέρας με ακτίνα R και μάζα Μ έχει λεπτή ατμόσφαιρα ύψους h R, η οποία περιγράφεται από την καταστατική εξίσωση P = Kρ 5/3, όπου Π είναι η πίεση, ρ η πυκνότητα μάζας και Κ σταθερά. Αν η επιτάχυνση της βαρύτητας εντός της ατμόσφαιρας θεωρηθεί (κατά προσέγγιση) σταθερή και η πίεση στην επιφάνεια του αστέρα είναι P, να υπολογισθεί η πίεση ως συνάρτηση του ύψους z = r R εντός της ατμόσφαιρας. Να παρασταθεί γραφικά η αδιάστατη πίεση P/P ως συνάρτηση του αδιάστατου ύψους z/h. Σημείωση: η ατμόσφαιρα φτάνει στο μέγιστο ύψος της όταν η πίεσή της μηδενίζεται. Γνωρίζουμε από την καταστατική εξίσωση που μας δώθηκε ότι όπου c = 1/k 3/5 Από την εξίσωση υδροστατικής ισορροπίας έχουμε: ρ = 1 k 3/5 P 3/5 ρ = cp 3/5 (1) dp dr = ρg (2) Αντικαθιστούμε στην σχέση (1) την (2) οπότε παίρνουμε: ˆ dp Pz dr = cgp 3/5 P P z = Για z = h η πίεση P z μηδενίζεται, οπότε βρίσκουμε την P P = ˆ dp z P 3/5 = cgdz (3) ( ) 2 5/2 2/5 cgz + P (4) 5 ( 2 5 cgh ) 5/2 (5) Συνεπώς η πίεση P z θα δίνεται από τον τύπο: P z = [ ] 2 5/2 cg(z h) (6) 5 Σχηματίζουμε το κλάσμα Pz P : P ( z = 1 z 5/2 (7) P h) Σχήμα 1: Γραφική παράσταση P z /P συναρτήσει μεταβλητής z/h 1

2 Άσκηση Ενα σφαιρικό νέφος υδρογόνου έχει αριθμητική πυκνότητα 1 άτομα ανά κυβικό εκατοστό και ακτίνα R c = 1pc. Γίνεται ασταθές και καταρρέει έως ότου δημιουργηθεί αστέρας της κύριας ακολουθίας με ακτίνα R R c. Υπολογίστε: α) το χρόνο κατάρρευσης, β) την ενέργεια που απελευθερώθηκε κατά την κατάρρευση (σύμφωνα με το μηχανισμό Kelvin Helmholz), υποθέτοντας ότι για τους αστέρες της κύριας ακολουθίας η ακτίνα είναι (κατά προσέγγιση) ανάλογη της μάζας και γ) τη μέση φωτεινότητα (σε μονάδες ηλιακής φωτεινότητας) για το χρονικό διάστημα της κατάρρευσης. α) Ο χρόνος βαρυτικής κατάρρευσης δίνεται από τον τύπο 3π t ff = (8) 32Gρ Μετά από πράξεις βρίσκουμε ότι: t ff = 5.14 1 13 sec (9) β) Η ενέργεια που απελευθερώθηκε κατά την κατάρρευση θα είναι η διαφορά των βαρυτικών δυναμικών ενεργειών ανάμεσα στην τελική και αρχική κατάσταση: E = GM 2 2R f ( GM 2 ) 2R i Ομως η αρχική ακτίνα είναι πολύ μεγαλύτερη από τν τελική οπότε : Υπολογίζουμε την μάζα του νέφους R i R f E = GM 2 2R f (1) M = 4 3 πρ R 3 i M = 26.3 1 33 kg (11) Από τον μηχανισμό Kelvin Helmholz γνωρίζουμε ότι το νέφος θα καταρρεύσει σε αστέρα ακτίνας R f M με σταθερά αναλογίας που υπολογίζουμε απο τα δεδομένα του Ηλιου, οπότε: γ) Η φωτεινότητα θα δίνεται από τον τύπο E = 3.8 1 53 erg (12) L = de dt L = E t ff (13) L = 1 11 L (14) 2

3 Άσκηση (α) Δείξτε ότι αν υπήρχε αστέρας με κατανομή πυκνότητας ρ = ρ ( rr ) 2 η δυναμική του ενέργεια θα ήταν πεπερασμένη. (β) Η κατανομή πυκνότητας ενός αστέρα δίνεται προσεγγιστικά από τη σχέση ρ, r < r ( r ) 2 ρ(r) = ρ, r < r < R r, r > R Αν η ακτίνα του αστέρα είναι R = R και του πυρήνα r =.1R να υπολογισθεί ή μάζα του. α) W = ˆ R Συνεπώς το W είναι πεπερασμένο. β) M = ˆ r (ˆ r ) G 4πρ(r )r 2 dr 4πρrdr W = G(4πρ r ) 2 rr 2 4πρ(r)r 2 dr = ˆ r ˆ R 4πρ(r)r 2 dr + 4πρ(r)r 2 dr + r ˆ R 4πρ(r)r 2 dr Μετά από πράξεις καταλήγουμε M = 3.9 1 25 ρ kg 4 Άσκηση Από παρατηρήσεις προκύπτει ότι στο κέντρο του Γαλαξία μας (που απέχει από εμάς περίπου 8 kpc) υπάρχει μια μελανή οπή. Ο αστέρας S2 περιφέρεται γύρω από την κεντρική μελανή οπή με περίοδο 15 έτη σε ελλειπτική τροχιά με μεγάλο ημιάξονα.12. Υποθέτοντας προσεγγιστικά πως το επίπεδο της τροχιάς είναι κάθετο στην ευθεία παρατήρησης, εκτιμήστε (σε μονάδες μάζας ήλιου) η μάζα της μελανής οπής στο κέντρο του Γαλαξία. Θα χρησιμοποιήσουμε τον 3 o νόμο του Kepler που μαθηματικά εκφράζεται ως T 2 = 4π2 GM a3 όπου M = M 1 + M 2,αλλά η δεύτερη μάζα είναι αμελητέα μπροστά στην πρώτη. Σχήμα 2: Η τροχιά του αστέρα S2 3

M BH = 4π2 a 3 GT 2 (15) Από τρίγωνο στο Σχήμα (2) ισχύει ότι a/2 = tan.6 8kpc a = 1.44 1 14 Αντικαθιστούμε στν σχέση (15) τις αριθμητικές τιμές και κάνοντας πράξεις τελικά παίρνουμε : 5 Άσκηση m M BH 4 1 6 M (16) Ενα μεσοαστρικό νέφος έχει μάζα M = 6.5M και πυκνότητα r = 2 1 3 m p /cm 3. Υποθέτοντας πως είναι ομογενές, με σφαιρική κατανομή και πως περιστρέφεται ομογενώς γύρω από άξονα, έχοντας περιστροφική ταχύτητα v =.5km/s στον ισημερινό, βρείτε την περίοδο περιστροφής του αστέρα που θα προκύψει από τη βαρυτική συστολή του νέφους, εάν δεν υπήρχε απώλεια μάζας και στροφορμής. Εξετάστε τη συμβατότητα του αποτελέσματος με την ειδική θεωρία σχετικότητας (στην κύρια ακολουθία ένας αστέρας μάζας M = 6.5M έχει ακτίνα ίση με 3.8R ). Τι συμπεραίνετε; Υπολογίζουμε την αρχική ακτίνα M = 4 3 πρr3 i (17) R i = 3 3M 4πρ R i = 9.74 1 15 m Στο σύστημά μας διατηρείται η στροφορμή οπότε έχουμε : L i = L f 2 5 MR2 i ω i = 2 5 MR2 f ω f Ri 2 ω i = Rf 2 ω f ( ) 2 Rf T f = T i R i Αντικαθιστούμε και παίρνουμε T f = 2πR2 f vr i (18) T = 9.3sec Υπολογίζουμε την τελική ταχύτητα στον ισημερινό v f = ω f R f = 18.4 1 8 m/s Αυτό δεν είναι συμβατό με την ειδική θεωρία σχετικότητας διότι ξεπερνά την ταχύτητα του φωτός. 4

6 Άσκηση Υπολογίστε τη μέση τροχιακή απόσταση στην οποία συμβαίνουν οι συντονισμοί 1:2 και 1:3 στη ζώνη των αστεροειδών (διάκενα Kirkwood). Γιατί δεν παρατηρούμε τον συντονισμό 1:4 και ανώτερους; Βρείτε και άλλους πιθανούς συντονισμούς στη ζώνη των αστεροειδών. Η περίοδος του πλανήτη Δία είναι T J = 11.86yr Οταν λέμε ότι γίνεται συντονισμός 1:2 ή 1:3 σημαίνει ότι για μία πλήρης περιφορά του Δία ο αστεροειδής θα εκτελέσει 2 ή 3 περιφορές αντίστοιχα.αυτό μαθηματικά εκφράζεται ως : Χρησιμοποιούμε τον 3 o νόμο του Kepler T J T 2:1 = 2 1 T 2:1 = 5.93yr T J T 3:1 = 3 1 T 3:1 = 3.95yr T 2 = 4π2 GM a3 (19) Αγνοούμε την μάζα του αστεροειδή γιατί είναι αμελητέα μπροστά στην μάζα του Δία. Το πηλίκο 4π2 GM ισούτε με μονάδα αν μετρήσουμε το Τ σε χρόνια και την απόσταση a σε αστρονομικές μονάδες.οπότε T 2 = a 3 (2) a 3 2:1 = T 2 2:1 a 2:1 = 3.27AU a 3 3:1 = T 2 3:1 a 3:1 = 2.49AU a 3 4:1 = T 2 4:1 a 4:1 = 2.6AU(T 4:1 = 2.96yr) Παρατηρούμε ότι η απόσταση στην οποία γίνεται ο συντονισμός 4 : 1 είναι εκτός της ζώνης των αστεροειδών, οπότε δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθεί προφανώς. Άλλοι πιθανόι συνδυασμοί εντός της ζώνης των αστεροειδών είναι ο 5 : 2 και ο 7 : 3 που δεν είναι τόσο ισχυροί γιατί δεν είναι ακέραια πηλίκα της περιόδου του Δία και σε αυτές τις αποστάσεις παρατηρείται μικρός αριθμός αστεροειδών σε αντίθεση με τους ισχυρούς συντονισμούς 2 : 1 και 3 : 1.Αυτό συμβαίνει διότι χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να φύγουν από την περιοχή συντονισμού. T 5:2 = 4.74yr T 7:3 = 5.8yr a 5:2 = 2.82AU a 7:3 = 2.95AU 5