Почему орбиты планет эллиптические?

[Deniskh001]

Почему орбиты планет эллиптические, а не круглые? Ведь они должны быть идеально круглые.

[Влад]

Почему они должны?

[Deniskh001]

Как же, если вращаю маленький круглый шарик (Земля) вокруг себя (Солнце) за веревочку (притяжение), то шарик вращается по строго круглой орбите. Почему земля и другие планеты двигаются не по круглой? Какие силы и как влияют на изменение орбиты от круговой.

[AgPeHaJIuH]

Другие веревочки.

[Влад]

Представьте себе процессы, приводящие к первому витку будущего спутника.
Висит себе большая планета на своей орбите вокруг звезды. Мимо летит астероид/планетоид/итэдэ. Летит неведомо откуда, из глубокого космоса. Как вариант - летит он ещё на стадии образования планетной системы. Большая планета своей гравитацией захватила этого странника. Но у него есть свой вектор движения и своя скорость, причём немалая. Если он далеко от планеты, его вектор изменится и всё. Если же он преодолел некий барьер, то уже не вырвется, попался. Но по инерции всё ещё летит. Однако гравитация планеты словно та верёвка держит его. Он уходит в самую дальнюю точку, насколько хватает его инерции и начинает падать, попутно набирая ускорение.
Но и планета не стоит, она тоже движется по своей орбите. Спутник пролетает мимо уже в другую дальнюю точку. И так бесконечное количество раз. Он становится на эллиптическую орбиту.
Я так себе представляю, может быть и ошибаюсь.

[TetraGr]

А если бы в космосе было еще какое-никакое трение, то наверное со временем эллиптические орбиты медленно бы выравнивались в круговые.

[Влад]

Скорее нет. Орбитальная скорость снизится и спутник упадёт на планету.

[Viacheslav]

Почему орбиты планет эллиптические?
Так и подмывает написать, "потому что Аллаh любит большое разнообразие" (с), но придётся ограничиться 1-м законом Кеплера.

[Ar-Gen-Tum]

Как же, если вращаю маленький круглый шарик (Земля) вокруг себя (Солнце) за веревочку (притяжение), то шарик вращается по строго круглой орбите. Почему земля и другие планеты двигаются не по круглой? Какие силы и как влияют на изменение орбиты от круговой.
Если предположить, что веревочка нерастяжимая.
А если веревочка растяжимая, типа резиночка, то скорее всего орбита шарика
будет эллиптической. Т.е. на вращение по кругу наложится колебание
за счет удлинения-укорочения резиночки. Типа пружинный маятник.
Законы Кеплера удивительны - чистая геометрия. (Ньютон тогда еще не родился.)

[Asatur]

Так и подмывает написать, "потому что Аллаh любит большое разнообразие" (с), но придётся ограничиться 1-м законом Кеплера. Первый закон Кеплера только утверждает, что планеты движутся по эллиптическим орбитам, но не объясняет причин, точнее не приводит "наглядных" примеров этих причин. :)

[Viacheslav]

Он (точнее, его доказательство) отсылает нас к законам тяготения некоего сэра, которые, в свою очередь уже упоминались в псто #4 данной темы.

[Ar-Gen-Tum]

А возможно-ли в принципе чисто круговое движение?
Счас посмотрим:
Допустим, что орбита чисто круговая. Для этого должно выполняться условие равенства
противоположно-направленных сил: сила_притяжения vs центробежная_сила.
Т.е. на тело в этом состоянии не действуют силы (равнодействующая равна 0),
но касательная скорость > 0 и тело в отсутствие сил стремится двигаться по касательной,
отдаляясь от центра масс. Как только тело начнет отдаляться
появится сила притяжения, но по инерции тело будет продолжать отдаляться,
а касательная скорость будет уменьшаться, ибо совершается работа против силы тяготения.
В некоторый момент тело таки начнет приближаться к центру масс, при этом
сила тяготения будет совершать работу, увеличивая касательную скорость.
Потом все повторится. А так как период качания близок или равен периоду обращения,
то орбита будет эллиптической.
Т.е. выходит, что чисто круговое движение не может быть устойчивым
и существовать видимо не может в принципе.

[Viacheslav]

и существовать видимо не может в принципе - Движенья нет, - сказал мудрец брадатый... :D
Привяжем камешек на веревочку и начнём крутить. Круговое,не?

[Ar-Gen-Tum]

- Движенья нет, - сказал мудрец брадатый... :D
Привяжем камешек на веревочку и начнём крутить. Круговое,не?
Не, в строгом смысле не круговое. Круговым, относительно оси,
оно могло-бы быть при абсолютно нерастяжимой нити. А еще в книжке. :)
...

[Viacheslav]

Ну, тогда можно сказать проще, круг - идеальная фигура,а так как ничего идеального в природе нет, нет и круга. Но так как им надо по чему-то двигаться, то двигаются по эллипсу,как наиболее приближенной к кругу фигуре.

[Ar-Gen-Tum]

Ну, тогда можно сказать проще, круг - идеальная фигура,а так как ничего идеального в природе нет, нет и круга. Но так как им надо по чему-то двигаться, то двигаются по эллипсу,как наиболее приближенной к кругу фигуре.
А если еще проще, то круг - это частный случай эллипса.
Идеальный круг (или очень близкий к идеальному) в природе - это
эквипотенциальная сфера вокруг центра масс тела. В смысле гравитационного потенциала.
Если рассечь эту сферу плоскостью, проходящей через центр масс,
то по линии пересечения сферы и плоскости в идеале и должно двигаться тело.
Но в этом идеальном случае равнодействующая сила равна 0 и тело
всенепременно сместится из этой идеальной области. И будет колебаться
около этого положения и период колебаний будет близок или равен
периоду обращения.
(Несбалансированное колесо бьет с периодом вращения.)

[Влад]

Может быть эллипс всё же от того, что спутник вращается вокруг планеты, которая сама движется?

[Asatur]

Может быть эллипс всё же от того, что спутник вращается вокруг планеты, которая сама движется? В таком случае эллипсов бы не было у планет типа Венеры и Меркурия (а у него эллипс ого-го какой).

[Влад]

Но ведь и Солнце не стоит на месте, у него своя орбита по галактике.

[Ar-Gen-Tum]

Движение центра масс относительно центра галактики (или какой другой СО) тут вовсе не причем.
Орбита всегда считается от локального центра масс (вокруг которого вращается тело).
...
Кстати, интересная статья на Википедии: Геостационарная орбита (http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E5%EE%F1%F2%E0%F6%E8%EE%ED%E0%F0%ED%E0%FF_%EE% F0%E1%E8%F2%E0)
...
Геостационарная орбита может быть точно обеспечена только на окружности, расположенной прямо над экватором, с высотой, очень близкой к 35 786 км.
...
Спутник, обращающийся на геостационарной орбите, находится под воздействием ряда сил (возмущений), изменяющих параметры этой орбиты. В частности, к таким возмущениям относятся гравитационные лунно-солнечные возмущения, влияние неоднородности гравитационного поля Земли, эллиптичность экватора и т. д. Деградация орбиты выражается в двух основных явлениях:
1) Спутник смещается вдоль орбиты от своей первоначальной орбитальной позиции в сторону одной из четырех точек стабильного равновесия, т. н. «потенциальных ям геостационарной орбиты» (их долготы 75,3°E, 104,7°W, 165,3°E, и 14,7°W) над экватором Земли;
2) Наклонение орбиты к экватору увеличивается (от первоначального 0) со скоростью порядка 0.85 градуса в год и достигает максимального значения 15 градусов за 26.5 лет.
Для компенсации этих возмущений и удержания спутника в назначенной точке стояния спутник оснащается двигательной установкой (химической или электроракетной). Периодическими включениями двигателей малой тяги (коррекция «север-юг» для компенсации роста наклонения орбиты и «запад-восток» для компенсации дрейфа вдоль орбиты) спутник удерживается в назначенной точке стояния. Такие включения производятся по нескольку раз раз в несколько (10-15) суток.
...

[LionPif]

Раз монстры астрофизики не хотят участвовать в щенячьем споре, попробуем додумать сами. :)
Я по памяти и по физике, почти без цифр - не помню их точно - а инет на даче хреновый.
У нас есть ОДНА точная скорость для круговой орбиты - решается из уравнения V**2\R = mg ,
и большой диапазон скоростей для эллиптических орбит,
и скорость с которой тело улетает навсегда от массива....
ну вот дописался... и что мешает на разных высотах двигаться с разной скоростью?
Ок. g - не постоянная, срисуем формулу для грав. постоянной:
V**2=G*M/R тоже ничего не мешает... а зачем же они эллипсами тогда летают? :))) - чёт загадко! Люблю простые вопросы -от них мозг умнеет )
а ну вот: за пределами этой простой формулы. Если на такой орбите тело проходит со скоростями выше нашей V, то оно мотается вокруг этой тяжести, но уже по эллиптич орбитам - которых целый диапазон скоростей, в которые и помещаются диапазон разных тел, ибо всё ОЧЕНЬ давно крутится и либо упало, либо улетело, либо осталось в этом заметно-большом диапазоне скоростей.. типа распределение вероятностей..
А уж как туду тело попало вообще не важно. Захват или отрыв от массива..
Щас бы кто-нить умный все бы совсем бы подытожил..
p.s. Кстати, оч давно читал не помню в чём (но точно не в инете), что то что планеты не падают к тяжелому, плохо объясняется классич физикой, а больше похоже на движение электрона вокруг ядра (не падает собака!!).

[ZamaZzZka]

Прекрасно объясняется классической физикой.

[LionPif]

Прекрасно объясняется классической физикой.
Тогда дальше рассказывайте! )
Вариантов два?:
Нулевое трение и поэтому за миллиарды лет не падают, или медленно падают?

[ZamaZzZka]

Не падают, потому что двигаются. И да, трения нет.

[LionPif]

Не падают, потому что двигаются. И да, трения нет.

:)))))))) что теперь так плохо с физикой в школе, что кто-то может не знать про круговое движение и центробежное/центростремительное ускорение - приходится объяснять? Ну, да, ну, да понимаю.. :)
Совсем не об чего тормозить планетам? - поля там магнитные.. частицы... Трение же не может быть абсолютно нулевым. Что бы почитать на эту тему..

[ZamaZzZka]

Почитайте школьный курс физики.

[LionPif]

Почитайте школьный курс физики.

Про трение в космическом пространстве?
"Ну, Вы блин даёте!" :( (Булдаков)
Кааароче (см. тему форому) я считаю что орбиты (у того что осталось болтаться у центра масс) возможны всякие и эллиптические и круговые.
Просто с эллиптических постепенно сваливаются на круговые из-за трения :cool: а с круговых аккурат в центр масс (а конечно в самое тяжелое тело состава центра масс). Но т.к. трение почти отсутствует в космосе - весь процесс безумно растянут во времени.
Чёта больно просто получается.. должна быть какая-то засада..
Пища для ума - тем кто поумнее:
Солнце вращается вокруг галактического центра по почти круговой орбите со скоростью около 254 км/с[142][143]
Бо́льшая часть массы объектов, связанных с Солнцем гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_система
Не хочу больше думать - меня вон вообще к школьному учебнику послали по физике - так я физику сдал в 1980 в школе не просто на 5 баллов, а комиссии ГоРОНО на 5 с отличием. И с оценкой отл. поступил в МИТХТ в том же году. Чё там читать то в учебнике?.. я понимаю ещё Перельмана бы..

[ZamaZzZka]

Оттого, что вы считаете, никто никуда все равно не свалится.
Ну да, Перельмана хотя бы можно почитать. Там вообще для детей все написано.
Наверно удивлю, но планеты так же удаляются от Солнца, как и Луна от Земли.
А с трением в космическом пространстве надо к эфирным физикам обращаться, которые вообще на физматах учились.

[LionPif]

Оттого, что вы считаете, никто никуда все равно не свалится.
Ну да, Перельмана хотя бы можно почитать. Там вообще для детей все написано.
Наверно удивлю, но планеты так же удаляются от Солнца, как и Луна от Земли.
А с трением в космическом пространстве надо к эфирным физикам обращаться, которые вообще на физматах учились.

Не свалиться по аналогии с атомом? Да читал такую фразу в приличном издании. Только там не так было: движение планет плохо описывается класической механикой и больше похоже на движение частиц микромира.. Но поскольку это оч давно было, и источник совершенно не помню, обсуждать это смысла нет. Тем более что Вы и шеф мой (Хоукинга читает) говорите что всё отлично летает по классике - доверяю обоим. Написал, как затравку - может теория актуальна и кто чего умного на эту тему скажет.
Да, Перельман, хорош! Даёт настоящее понимание вместо околонаучного мусора, которым полны школьные учебники. Любимая книжка была с первого класса. Пару споров выиграл с МИФИстами в своё время благодаря Я.И.
Странно что эти планеты и Луна удаляются - не читали видимо моей стройной теории ;) наверное на этот счет есть какие-нибудь актуальные, на сегодня, теории. Пусть астрофизики объясняют.. - а что нет тут таких или лень по специальности писать? Хотя бы кратко: есть теории такие-то и такие на эту тему. Спорно на сегодня в этих теориях то-то и то-то.
А эфир же Максвелл запретил вроде ещё до исторического материализма.. :) странно эфира нет, а физики-эфирщики есть.. )

[Ar-Gen-Tum]

...
А эфир же Максвелл запретил вроде ещё до исторического материализма.. :) странно эфира нет, а физики-эфирщики есть.. )
"Как много, нам, открытий чудных
..." :)

[LionPif]

Какие-то выкладки на долгий срок движения планет здесь:
http://virlib.eunnet.net/metod_materials/wm3/dynamics.htm#Эволюция орбит планет на очень больших интервалах времени

[MikeMiller]

Кстати, вопрос наверное не в тему, но все же про орбиты... чтобы новую тему не создавать. Тут услышал, что оказывается луна на заре своего существования была намного ближе к Земле. Но я так и не понял, что всё-таки ее заставило так сильно отдалиться от планеты?? Обычно чем выше скорость вращения вокруг объекта, тем объект дальше... как я понимаю. Но ведь луна вокруг земли быстрее вращаться не стала? И почему гравитация земли не притянула Луну к себе и не разрушила ее? В общем, интересно :)

[ZamaZzZka]

Обычно чем выше скорость вращения вокруг объекта, тем объект дальше... как я понимаю.
Наоборот.
гуглите замедление вращения земли.

[MikeMiller]

Нет, я не про вращение объекта вокруг своей оси. А про вращение объекта вокруг другого объекта. То, что земля замедляет вращение вокруг своей оси, это я знаю)

[Valdemar]

Так и подмывает написать, "потому что Аллаh любит большое разнообразие" (с), но придётся ограничиться 1-м законом Кеплера.
+1 Добавить нечего. Идеально концентрическая круглая орбита лишает планету импульса, и она будет постепенно по спирали приближаться к светилу, теряя кинетическую энергию. Астрокружок Москвовского Планетария образца Фомина и Широкова... ;)

[ZamaZzZka]

Нет, я не про вращение объекта вокруг своей оси. А про вращение объекта вокруг другого объекта. То, что земля замедляет вращение вокруг своей оси, это я знаю)Так вы погуглите то, о чем я писала и найдете ответы на свой вопрос.

[LionPif]

Статью http://virlib.eunnet.net/metod_materials/wm3/dynamics.htm#Эволюция никто не хочет прокомментировать? :)