Как изменяются кинетическая, полная и потенциальная энергии планеты при ее движении вокруг Солнца? В какое время линейная скорость движения Земли по орбите и почему?
Кинетическая энергия Солнца, представленного в виде вращающейся сферы с массой, сосредоточенной в основном в оболочке.
Кинетическая энергия движения всех планет Солнечной системы без учета кинетических энергий вращения планет вокруг собственных осей и энергии движения Плутона равняется:
где Mn – масса n-ой планеты; vn – орбитальная скорость n-ой планеты.Учтем, что при рождении планеты и переходе через солнечную оболочку ее зародыша происходит скачок гравитационного потенциала в 4
. Приравнивая вышеприведенные формулы с учетом этого скачка, получим для закона сохранения кинетической энергии в Солнечной системе следующее выражение:
Погрешность при расчете по этой формуле составляет 5.
4%.Поэтому следует учесть и кинетическую энергию вращения планет, которая составляет 8.
42 1034 Дж.
Эта энергия не связана со скачком потенциала 4
. Тогда окончательно имеем:
где vоn – экваториальная скорость вращения n-ой планеты.
Закон сохранения полного момента количества движения в Солнечной системе без доказательства следует из следующего выражения:
Расчет по этой формуле дает ошибку в 1.
6%.Принципиально не важна последовательность рождения планет, а важно только то обстоятельство, что каждое новое рождение планеты связано с переходом через оболочку порождающей ее звезды или планеты. По-видимому, внутренние планеты были сформированы непосредственно Солнцем, а внешние планеты Юпитер и Сатурн сформировались совместно в процессе рождения Солнца путем распада их общей оболочки на три независимых пузыря.
Изменение потенциальной энергии системы, взятое с обратным знаком, равно работе внутренних консервативных сил:
– DEп = Aкс
Согласно второму закону Кеплера, каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем площадь сектора орбиты, описанная радиусом-вектором планеты, изменяется пропорционально времени. Применительно к нашей Солнечной системе, с этим законом связаны два понятия: перигелий – ближайшая к Солнцу точка орбиты, и афелий – наиболее удаленная точка орбиты. Тогда можно утверждать, что планета движется вокруг Солнца неравномерно: имея линейную скорость в перигелие больше, чем в афелие.