30.03.2015 Views

KLASIˇCNA MEHANIKA - Studentske web stranice

KLASIˇCNA MEHANIKA - Studentske web stranice

KLASIˇCNA MEHANIKA - Studentske web stranice

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

214 POGLAVLJE 7. GRAVITACIJA I CENTRALNE SILE<br />

7.11 Ekvivalentnost Keplerovih zakona i zakona gravitacije<br />

Vratimo se opet gravitacijskoj sili kao važnom primjeru centralne sile.<br />

Na temelju velikog broja osmatračkih podataka o položajima planeta, do kojih je došao Tycho<br />

Brache 21 , formulirao je njegov učenik Johannes Kepler 22 tri zakona o gibanjima planeta<br />

oko Sunca (slika 7.19):<br />

Slika 7.19: Uz Keplerove zakone o gibanju planeta (P ) oko Sunca (S).<br />

(1) svaki se planet giba po eliptičnoj putanji sa Suncem u jednom od žarišta elipse; elipse svih<br />

planata imaju jedno zajedničko žerište u kojemu se nalazi Sunce;<br />

(2) radij vektor, tj. spojnica Sunce-planet, u jednakim vremenima opisuje jednake površine (tj.<br />

površinska brzina je konstantna) 23 ;<br />

(3) kvadrati ophodnih vremena planeta oko Sunca, srazmjerni su kubovima velikih poluosa<br />

njihovih orbita.<br />

Izvod gravitacijske sile iz Keplerovih zakona :<br />

Pokažimo da se iz Keplerovih zakona može izvesti Newtonov izraz za gravitacijsku silu.<br />

Prema prvom Keplerovom zakonu (koji je rezultat opažanja), planeti se oko Sunca gibaju po<br />

elipsama. Izvedimo oblik sile koja izaziva gibanje po takvoj orbiti. Jednadžba elipse sa jednim<br />

od žarišta u točki ishodišta, ρ = ρ(ϕ), u polarnim koordinatama je (dodatak B)<br />

ρ(ϕ) = a(1 − ɛ2 )<br />

1 + ɛ cos ϕ ,<br />

21 Tycho Brache, 1546. - 1630., švedski astronom i astrolog danskog kralja Fridricha II; nije vjerovao da se Zemlja giba oko Sunca.<br />

22 Johannes Kepler, 1571. - 1630., njemački astronom<br />

23 Dakle linijska brzina nije konstantna, već se planet brže giba kada je bliže Suncu.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!