Πώς η εφαπτομενική ταχύτητα ενός πλανήτη σχετίζεται με αυτό γύρω από τον ήλιο;
1. Ισορροπία δυνάμεων:
* βαρύτητα: Η βαρύτητα του ήλιου τραβά τον πλανήτη προς τα μέσα, προσπαθώντας να το κάνει να πέσει κατευθείαν προς τον ήλιο.
* εφαπτόμενη ταχύτητα: Η εφαπτομενική ταχύτητα του πλανήτη, η οποία είναι η ταχύτητα κάθετη προς τη γραμμή που συνδέει τον πλανήτη και τον ήλιο, παρέχει μια εξωτερική δύναμη (φυγοκεντρική δύναμη).
2. Τροχιακή διαδρομή:
* Αν ο πλανήτης δεν είχε εφαπτομενική ταχύτητα, θα έπεφτε απλά απευθείας στον Ήλιο.
* Εάν η εφαπτομενική ταχύτητα ήταν πολύ υψηλή, ο πλανήτης θα ξεφύγει εξ ολοκλήρου από το βαρυτικό έλξη του ήλιου.
* Η τέλεια ισορροπία μεταξύ βαρύτητας και εφαπτομενικής ταχύτητας έχει ως αποτέλεσμα μια σταθερή τροχιά. Ο πλανήτης πέφτει συνεχώς προς τον ήλιο, αλλά η κίνηση του προς τα εμπρός τον κρατά από το να χτυπήσει πραγματικά τον Ήλιο. Αυτή η σταθερή "πτώση" δημιουργεί την καμπύλη διαδρομή της τροχιάς.
3. Τροχιακή ταχύτητα:
* Όσο υψηλότερη είναι η εφαπτομενική ταχύτητα, τόσο πιο μακριά ο πλανήτης θα περιστρέφεται από τον Ήλιο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι χρειάζεται μεγαλύτερη ταχύτητα για να εξουδετερώσει την ασθενέστερη βαρυτική έλξη σε μεγαλύτερη απόσταση.
* Οι πλανήτες πιο κοντά στον ήλιο έχουν υψηλότερες εφαπτόμενες ταχύτητες λόγω της ισχυρότερης βαρυτικής έλξης που βιώνουν.
4. Οι νόμοι του Kepler:
* Οι νόμοι της πλανητικής κίνησης του Kepler περιγράφουν μαθηματικά αυτές τις σχέσεις. Ο τρίτος νόμος αναφέρει ότι η πλατεία μιας τροχιακής περιόδου ενός πλανήτη είναι ανάλογη προς τον κύβο της μέσης απόστασης του από τον ήλιο. Αυτό σημαίνει ότι οι πλανήτες μακρύτερα από τον ήλιο χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρώσουν μια τροχιά και έχουν επίσης χαμηλότερες εφαπτόμενες ταχύτητες.
Συνοπτικά:
Η εφαπτομενική ταχύτητα είναι το βασικό συστατικό που επιτρέπει στους πλανήτες να περιστρέφονται στον ήλιο σε μια σταθερή, ελλειπτική διαδρομή. Αντιμετωπίζει την βαρυτική έλξη του ήλιου, εξασφαλίζοντας ότι ο πλανήτης δεν πέφτει ή πετάει μακριά. Η σχέση μεταξύ της εφαπτομενικής ταχύτητας και της τροχιακής απόστασης καθορίζεται από την ισορροπία των δυνάμεων και περιγράφεται από τους νόμους του Kepler.
