- 01.10.2020
- 402
- 2
Практическая работа №17 11 ЕМН
Компьютерное моделирование движения небесных тел
Цель: изучить законы движения небесных тел
Оборудование: ПК Celeron 950, программа «Физика в картинках»
Программное обеспечение: MS Windows XP.
Теория:
Искусственным спутником может стать любое тело, если ему сообщить достаточную скорость в горизонтальном направлении;
Минимальная скорость, которую нужно сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите называют первой космической или круговой;
Первую космическую
скорость можно определить по формуле V=
g R;
Первая космическая скорость у поверхности Земли равна 7,9 км/с;
Определить значение
первой космической скорости, на высоте h от поверхности Земли, можно пользуясь
выражением V=GM/R+h;
Значение первой космической скорости зависит от высоты относительно поверхности земли;
Вторая космическая скорость – это минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли и стало искусственной планетой – искусственным спутником Солнца;
Вторую космическую
скорость можно определить по формуле V=2g R;
Минимальная скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца и покинуло пределы Солнечной системы называется третьей космической скоростью;
Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Форма эллипса и
степень его сходства с окружностью характеризуется отношением 
,
где 
—
расстояние от центра эллипса до его фокуса (половина межфокусного расстояния), 
—
большая полуось. Величина 
называется эксцентриситетом эллипса. При 
,
и, следовательно ,
эллипс превращается в окружность.
Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.
С этим законом связаны два понятия: перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты, и афелий — наиболее удалённая точка орбиты. Таким образом, из второго закона Кеплера следует, что планета движется вокруг Солнца неравномерно, имея в перигелии большую линейную скорость, чем в афелии.
Каждый год в начале января Земля, проходя через перигелий, движется быстрее, поэтому видимое перемещение Солнца по эклиптике к востоку также происходит быстрее, чем в среднем за год. В начале июля Земля, проходя афелий, движется медленнее, поэтому и перемещение Солнца по эклиптике замедляется. Закон площадей указывает, что сила, управляющая орбитальным движением планет, направлена к Солнцу.
Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет. Справедливо не только для планет, но и для их спутников.
,
где 
и 
—
периоды обращения двух планет вокруг Солнца, а 
и 
— длины больших полуосей их орбит.
Ньютон позднее
установил, что третий закон Кеплера не совсем точен - в него входит и масса
планеты: 
,
где 
—
масса Солнца, а 
и 
—
массы планет.
Поскольку движение и масса оказались связаны, эту комбинацию гармонического закона Кеплера и закона тяготения Ньютона используют для определения массы планет и спутников, если известны их орбиты и орбитальные периоды.
Указания к работе:
Задание 1. Изучение движения небесных тел
1. Искусственный спутник Земли - это……
2. Какую скорость надо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?
3. Какую минимальную скорость надо сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли и стало искусственной планетой – искусственным спутником Солнца;
4. Какую минимальную скорость, надо сообщить телу, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца и покинуло пределы Солнечной системы
5. Какую минимальную скорость должен иметь космический корабль на высоте 100км над поверхностью Земли (R=6400км), чтобы преодолеть земное притяжение. Реализуйте такое движение в компьютерном эксперименте.
Задание 2. Изучение законов движения планет
1. В каких точках скорость движения планеты по орбите максимальна и минимальна?
2. Как изменяется значение скорости движения планеты при её перемещении от афелия к перигелию?
3. Большая полуось орбиты Марса 1,5а.е. Вычислите период его обращения вокруг Солнца.
4.
Реализуйте
в компьютерном эксперименте движение по эллиптическим орбитам с параметрами R1= 8*103км; R2= 8,5*103км; R3= 7*103км; и 
. Сделайте рисунок в
тетради.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Предлагаемое практическое задание для учащихся 11 классов, составлено на основе Государственного общеобязательного стандарта начального, основного среднего, общего среднего образования РК, утвержденого постановлением Правительства РК от 23 августа 2012 года №1080, и по учебным программам для средней школы, утвержденным приказом Министра образования и науки РК №115 от 3 апреля 2013 года., перечня учебных изданий, определенного приказом министра образования и науки Республики Казахстан от 22 апреля 2013 года № 146. Рекомендуется использовать как один из вариантов проведения компьютерного моделирования.
6 662 882 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Авдеева Татьяна Асильматовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Мини-курс
2 ч.
Мини-курс
4 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.