Các định luạtcủa Kepler

BÀI 40:
Ptolemy
Thuyết địa tâm:
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
1. Mở đầu về thiên văn học:
-Trái đất là trung tâm của vũ trụ, các hành tinh chuyển động xung quanh trái đất theo quỹ đạo tròn.

-Thuyết nhật tâm:
copernicus
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
1. Mở đầu về thiên văn học:
-Thuyết địa tâm:
Mặt trời là trung tâm của vũ trụ, các hành tinh
chuyển động xung quanh mặt trời theo quỹ đạo là tròn.

Hệ nhật tâm (Copernicus)
Hệ mặt trời
Thái dương hệ
Thuỷ tinh
Cách mặt trời 57.910.000 km
Đường kính 4880 km
Chu kì quay quanh Mặt trời 87.9 ngày
Chu kì tự quay quanh trục58 ngày
Nhiệt độ ban ngày 3500 c
Nhiệt độ ban đêm -1700 c
Kim tinh
Trái đất
Hoả tinh
Mộc tinh
Cách mặt trời 778.340.000 km
Chu kì quay quanh mặt trời 11,86 năm
Đường kính 142.980 km
Có 16 vệ tinh tự nhiên
Thời gian một ngày bằng nửa trên trái đất
Thổ tinh
Cách mặt trời 1.427.000.000 km
Chu kì quay quanh mặt trời 29,46 năm
Có 17 vệ tinh tự nhiên
Đường kính 120.540 km
Thiên vương tinh
Hải vương tinh
Cách mặt trời 4.496.600000 km
Chu kì quay quanh mặt trời 164,8 năm
Đường kính 50540 km
Tìm ra bằng tính toán
Diêm vương tinh
Cách mặt trời 5.913.520.000 km
quanh mặt trời 248,5 Chu kì quay năm
Đường kính 2320 km
Nhiệt độ -2200C
Vấn đề đặt ra là:
Các hành tinh chuyển động quanh mặt trời như thế nào?
Chúng chuyển động có qui luật nào không?

2.C¸c ®Þnh luËt Kepler
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
1. Mở đầu về thiên văn học:
2. Các định luật Kepler.
Định luật I Kepler:
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm.
Các hành tinh nói chung hay trái đất nói riêng chuyển động theo quy
luật nào?
2. Các định luật Kepler.
Định luật I Kepler :
F1
F2
M
b
a
O
2. Các định luật Kepler.
Định luật I Kepler :
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt trời là một tiêu điểm.

Một số thông số về quĩ đạo chuyển động của các hành tinh
Đơn vị thiên văn ao bằng khoảng cách TB từ trái đất đến mặt trời
Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời Khi gần nhau nhất là 147,5 triệu km (ngày 03/1)
Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời Khi xa nhau nhất là 152,6 triệu km (ngày 05/7)
2. Các định luật Kepler.
Định luật II Kepler :
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.












S1
S3
S2
Có nhận xét gì về vận tốc dài của các hành tinh?
Càng xa mặt trời vận tốc dài cành giảm
Hành tinh có chuyển động đều hay không?
Đối với trái đất:
Vận tốc tại điểm xa mặt trời nhất là: 29,3 km/s
Vận tốc tại điểm gần mặt trời nhất là: 30,3 km/s
Chuyển động của các hành tinh có mối quan hệ với nhau không?
T2/a3= Hằng số
Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời
HAY:
2. Các định luật kepler
Định luật III Kepler :
3. Chứng minh định luật kepler
Xét hai hành tinh 1 và 2 của hệ Mặt Trời. Coi quỹ đạo chuyển động của mỗi hành tinh gần đúng là tròn thì gia tốc hướng tâm là:
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây ra gia tốc.
A�p dụng định luật II NewTon cho hành tinh 1, ta có:
HAY:
SUY RA:
(1)
Khi hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời thì nó chịu tác dụng của lực nào?
Vì (1) không phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh nên ta có thể áp dụng cho hành tinh 2, ta có:
(2)
Kết quả trên có phụ thuộc vào khối lượng các hành tinh không?
Như vậy ta có:
(2)
(1)
Từ (1) và (2) suy ra:
Hay chính xác là:
4. Bài tập vận dụng
BÀI 1: Khoảng cách R1 từ Hoả Tinh tới Mặt Trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái Đất và Mặt Trời.
Hỏi một năm trên Hoả Tinh bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái Đất?
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
Chu kì của hành tinh quay xung quanh Mặt Trời là bao nhiêu năm?
Một năm là thời gian để hành tinh quay quanh Mặt Trời gọi là một chu kỳ.
Gọi T1 là chu kỳ của Hoả Tinh, T2 là là chu kỳ của Trái Đất quay quanh Mặt Trời.
BÀI GIẢI
A�p dụng định luật III Kepler ta có:

HAY:
Suy ra:


BÀI 2:
Tìm khối lượng MT của Mặt Trời từ các dữ kiện của Trái Đất: khoảng cách tới Mặt Trời R=1,5.1011m, chu kỳ quay T=3,15.107s. Cho hằng số hấp dẫn G=6,67.10-11Nm2/kg2
BÀI GIẢI
Từ (1) ta có:
Thay số:
(1)
3. Chứng minh định luật kepler
2.C¸c ®Þnh luËt Kepler
Bài 40. các định luật của kepler. Chuyển động của vệ tinh
1. Mở đầu về thiên văn học:
4. Bài tập vận dụng
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
a) Vệ tinh nhân tạo :
Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.
Giả sử ta có một vệ tinh quay trên quỹ đạo tròn rất gần Trái Đất, khối lượng của vệ tinh là m, của Trái Đất là M.
Lúc này lực hấp dẫn đóng vai trò
là lực hướng tâm.
b) Tốc độ vũ trụ :
Vận tốc đủ lớn để vật trở thành vệ tinh
nhân tạo gọi là vận tốc vũ trụ cấp I
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
a) Vệ tinh nhân tạo :

THAY SỐ VÀO TA ĐƯỢC:
HAY TA KÍ HIỆU:
VI : gọi là vận tốc vũ trụ cấp I
A�p dụng định luật II Newton ta có:

RD là bán kính Trái Đất
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
b) Tốc độ vũ trụ :
- Khi vận tốc vI = 7,9 km/s : Vận tốc vũ trụ cấp I.  Quỹ đạo tròn.




5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ .
b) Tốc độ vũ trụ :
- Khi vận tốc vI > 7,9 km/s (Vận tốc vũ trụ cấp I).  Quỹ đạo ELIP.
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
b) Tốc độ vũ trụ :
Khi vận tốc vII = 11,2 km/s : Vận tốc vũ trụ cấp II
 Quỹ đạo parabol.
5. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ.
b) Tốc độ vũ trụ :
Khi vận tốc vIII = 16,7 km/s : Vận tốc vũ trụ cấp III.
 Vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt Trời.
Thuỷ tinh
Kim tinh
Trái đất
Hoả tinh
Mộc tinh
Thổ tinh
Thiên vương tinh
Hải vương tinh
CHÚC CÁC EM
HỌC TỐT!!!