轨道偏心率

问题

是什么决定了形状的行星的轨道?

材料

• 铅笔
• 统治者
• 2个地方
• 12英寸(31-cm),方块的海报
• 12英寸(31-cm),方块的厚纸板
• 10英寸(26厘米)字符串的长度

过程

1. 画一条直线通过海报的中心。
2. 马克两个点在直线上相隔4英寸的中心。
3. 把海报板上的纸板和把图钉的进入点。
4. 领带字符串的松线组成一个循环。
5. 褶皱的字符串在图钉的循环。把铅笔内循环,使用它拉伸循环成一个三角形。
6. 保持弦绷紧,指导地方周围的铅笔在跟踪一个路径下面的海报板。继续在针直到你已经画了一个封闭的循环。描述你绘制曲线的形状。直径在循环总是相同的,还是改变?它广泛的在哪里?在哪里狭隘?

7. 重复以上步骤相同的海报板与针彼此在不同的距离:0英寸(只使用一个销),3英寸,5英寸。循环的形状如何变化?如何在最宽的距离和最小部分改变为针靠近在一起吗?

结果

你有四个椭圆的海报板上。每一个图钉标记一个点称为椭圆焦点(复数:疫源地)。在椭圆称为最宽的直径主轴;最窄的直径被称为短轴。沿着主轴疫源地坐,从椭圆的中心等距。椭圆焦点靠近在一起,看起来更像一个圆。一个只有一个焦点的椭圆是一个圆(主要和次要的轴是一样的长度)。

为什么?

1609年,约翰尼斯·开普勒发现行星沿着椭圆路径与太阳坐在椭圆的一个焦点。他称这第一个行星运动定律。随着行星沿轨道,它和太阳之间的距离变化。椭圆上的点在最近的星球是太阳被称为近日点;它是最远的远日点。地球经过近日点1月初,经过7月初远日点。在你的省略号,你能马克近日点和远日点可能吗?

轨道的偏心率是一个数字,0和1之间,它描述了如何伸出轨道。零意味着轨道是完美的圆形。一个轨道离心率接近1意味着非常细长的;只有彗星来自太阳系以外的接近这个值。

你可以使用以下公式计算椭圆的离心率:

• 在哪里e是偏心,
• 一个是距离远日点,
• p的近日点距离。

对于每一个椭圆,选择一个太阳应该关注的地方坐(一个),然后测量近日点和远日点距离。计算偏心,并记录你的结果在表1中。

表1。计算椭圆的离心率

如何偏心率变化的焦点之间的距离?

现在你知道足以找到太阳系中行星的怪癖。表2列出了所有主要的行星的近日点和远日点距离(加上一个著名的彗星)。的距离在天文单位(AU),一个天文单位是地球和太阳之间的平均距离(9300万英里)。

表2。在太阳系的轨道

要进一步

画出模型的所有行星的轨道!你需要做的第一件事是决定使用什么样的规模。内行星(水星、金星、地球和火星),使用1 AU = 10厘米应该工作很好。对于外行星,您将需要使用更大的一张海报板或切换到一个不同的规模。试着找出规模将用于绘制木星、土星、天王星、和海王星在一个海报。你运行在什么挑战,如果你试图画出所有的轨道使用一个范围吗?

您还需要计算距离的焦点需要基于轨道数据在表2中。焦点之间的距离仅仅是近日点和远日点距离之间的区别:f=a - p。

遵循这些步骤,让你的比例图:

1. 行星的近日点和远日点距离转换成厘米和记录你的结果在表3中。例如:地球远日点= 1.02 AU x 10厘米/非盟= 10.2厘米。
2. 计算每个轨道的焦点之间的距离。记录这些距离在表3中。
3. 按以下步骤从原始图纸将图钉的正确的分开,设置字符串和铅笔。字符串是正确的长度,你需要把它等于总和的两倍近日点和远日点(加上几厘米的额外空间结)。字符串的长度你需要记录在表3。
4. 画出每个内行星的轨道在一个海报。最古怪的是哪一个?最少的是哪一个?

表3。