天体轨道方程多少合适
Ⅰ 宇宙里面有这么多天体,人类是如何计算出天体运动轨道的
在宇宙当中有很多天体,宇宙非常广阔,想要了解宇宙当中天体的运动过程非常困难。但是还是能够通过相关数据以及日积月累的观察,计算出天体运行轨道,在宇宙当中组成天体恒星的物质,是宇宙当中最丰富的氢、氦两种元素,这两种元素即使数量特别庞大,质量也不会特别重 。
所以我们可以通过计算来了解天体的运动半径,然后就是天体最为重要的质量,想要了解的天体的质量,可以与地球质量在相同时间不同轨道运行的距离通过公式的类比和对比,计算天体的质量。毕竟能够明确了解到地球的质量,所以在通过物理上的天体运行轨迹的公式来进行计算,就可以大体上了解到天体运动轨迹以及运动速度。
Ⅱ 关于行星之间航行的轨道计算问题.
基础的高中物理就能解决,复杂点就需要高手进行数学建模了。你的假设是有问题的,在宇宙中有意义的是速度,不是加速度。并且不可能无限加速,一是提供加速的介质,二是相对论质量与速度的方程,当速度接近光速时,质量的增加会变得极其显着。速度决定飞行器的高度,比如达不到第一宇宙速度,它就只能被地球俘获。这时地球引力是显着的,而其它星球引力可以近似忽视。你提的路径问题,如果模型简化为从地球飞往太阳,无其它星球,飞行器从地球黄道面出发,它的飞行轨道其实就是直线,只要能脱离地球,就能飞到。如果路程其中有一个中间星引力大得无法忽视,它可以从地球先飞往该中间星,利用该星引力加速,再从该星黄道面出发前往太阳。这简化了很多因素,如果再加一个或多个这样的中间星,就需要具体的数据进行计算才能知道,比如行星的质量,处于目的地与出发地的位置。并且按这样走其实走的是折线,不一定为最优解。还可以是在行进过程中对引力影响进行动态规划,比如规定航线偏移程度参数,偏移多少算作非目标星球对航线影响,此时提供多大跟怎样的分速度才能抵消。还有其它的,我对这也不是很了解,毕竟三四年没碰物理跟数学了,你可以看下专业点的书。其实做宇宙类游戏场面宏大才是王道,其它的真心是小事,你就算设计个虫洞直接传送也没人跟你较真的
Ⅲ 如何计算天体轨道
通俗的说,分为两种方法:
1、拉普拉斯方法
拉普拉斯方法 第一个正式的轨道计算方法是牛顿提出的。他根据三次观测的资料﹐用图解法求出天体的轨道。哈雷用这个方法分析了1337~1698年间出现的24颗彗星﹐发现1531年﹑1607年和1682年出现的彗星是同一颗彗星﹐它就是有名的哈雷彗星。在这以后﹐欧拉﹑朗伯和拉格朗日等人也在轨道计算方面做了不少研究。拉普拉斯于1780年发表第一个完整的轨道计算的分析方法。这个方法不限制观测的次数﹐首先根据几次观测﹐定出某一时刻天体在天球上的视位置(例如赤经﹑赤纬)及其一次﹑二次导数﹐然后从这六个量严格而又简单地求出此时天体的空间坐标和速度﹐从而定出圆锥曲线轨道的六个要素。这样﹐拉普拉斯就将轨道计算转化为一个微分方程的初值测定问题来处理。从分析观点来看这是一个好方法﹐然而轨道计算是一个实际问题﹐要考虑结果的精确和计算的方便。拉普拉斯方法在实用上不甚方便。由于数值微分会放大误差﹐这就需要用十分精确的观测资料才能求出合理的导数。尽管许多人曾取得一定进展﹐但终究由于计算繁复﹐在解决实际问题时还是很少使用。
2、奥伯斯方法和高斯方法
奥伯斯方法和高斯方法与拉普拉斯不同﹐奥伯斯和高斯则认为﹐如果能根据观测资料确定天体在两个不同时刻的空间位置﹐那么对应的轨道也就可以确定了。也就是说﹐奥伯斯和高斯把轨道计算转化为一个边值测定问题来处理。因此﹐问题的关键是如何根据三次定向观测来定出天体在空间的位置。这既要考虑轨道的几何特性﹐又要应用天体运动的力学定律。这些条件中最基本的一条是天体必须在通过太阳的平面上运动。由于从观测掌握了天体在三个时刻的视方向﹐一旦确定了轨道平面的取向﹐除个别特殊情况外﹐天体在三个时刻的空间位置也就确定了。轨道平面的正确取向的条件是所确定的三个空间位置能满足天体运动的力学定律﹐例如面积定律。
彗星轨道大都接近抛物线﹐所以在计算轨道时﹐常将它们作为抛物线处理。完整的抛物线轨道计算方法是奥伯斯于1797年提出的。他采用牛顿的假设﹐得到了彗星地心距的关系式﹔再结合表示天体在抛物线轨道上两个时刻的向径和弦关系的欧拉方程﹐求出彗星的地心距﹔从而求出彗星的抛物线轨道(公式)。到现在为止﹐奥伯斯方法虽有不少改进﹐但基本原理并没有变﹐仍然是一个常用的计算抛物线轨道的方法。
但是实际上,还要考虑周围各种因素,导致公式会有参数修正。例如天王星轨道偏离,就得引用参数对轨道公式进行修正。在此不详细叙述。
Ⅳ 天体运动轨道计算
这个问题不需要用到微积分,需要运用 开普勒第二定律和万有引力定律
至于起始位置的坐标计算,可以参考椭圆公式:r=ex+a
ps:已知椭圆方程和距离,可以轻易算出坐标。
Ⅳ 天体轨道方程
天体轨道都是二次曲线。计算天体轨道最简单的方法就是测量三个点的坐标,然后代入二次曲线方程。
Ⅵ 天体运动为什么是椭圆轨道尽量清楚明白谢谢~
圆锥曲线中只有椭圆是有封闭曲线,且有固定中心点的。当然,圆可以看作是一种特殊的椭圆。
当一颗恒星捕获一颗较小的星球时,会发生以下几种情况:
一、如果星球的速度不足以支持椭圆轨道,那么它的轨迹就会是抛物线,而抛物线的终点就是这颗恒星的表面,这意味着,该星球会被毁灭,它的轨道被观测到的时间相对宇宙的时间尺度来说就太短了,很难被观测到。
二、如果星球的速度刚刚好在某个范围内,它会在以恒星为一个焦点的椭圆轨道上围绕恒星旋转。只有当星球与恒星的连线与当时星球相对恒星的速度方向垂直,并且,速度大小与当时两星体间的距离满足一个严格的关系等式时,才会形成正圆的轨道。可以想象,这样的几率是多么的小。
三、如果星球的速度太快,快到恒星对它的引力不足以支持椭圆轨道时,会形成双曲线轨道,最终,这颗星球会飞离恒星,无法形成固定的轨道。
当然,在一个由星云形成的类似太阳系的星系里,行星的轨道也遵循上面第二条的规律。
所以,自然行成(没有人为干预)的行星轨道都是椭圆。但是对地静止的地球同步卫星,轨道已经非常接近正圆了。人为干预的因素,在所有原因中占到很大的比重。
那么,宇宙这么大,有没有可能存在正圆轨道的行星呢?从概率上来讲,宇宙足够大,其中的恒星-行星系统足够多,应该能形成类似地球同步卫星一样的非常接近正圆的轨道。只是因为数量过于稀少,目前人类的观测手段也不足以完成这个观测任务,我们还没有发现罢了。
Ⅶ 天体运动如何挑选合适的公式请分类
万有引力公式
GMm/R^2
圆周运动公式
F=mv^2/r
线速度角速度公式
v=wr
周期与角速度公式
w=2π/T
根据题里给的条件来一个个往里套就行了嘛
一般都是给你几个条件,你就根据条件列方程组,然后就解出来了
Ⅷ 用微积分求解双星天体轨道
物理高手快来如图所示,AB为1/4圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A从静止开始下滑,恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功是多少
因为物块在V点停下,所以由运动学公式我们可以求得B点的速度平方为 V^2=2μgR,这样物块在B点的动能为E=mμgR,物体从A到B的过程中摩擦力做功为W=mgR-mμgR=(1-μ)mgR。
Ⅸ 天体运动的轨道问题
椭圆轨道是普遍存在的一种天体之间相对运动所遵循的现象;根据牛顿运动定律,F=ma,即物体在受到外力的作用下,会在该受力方向上产生一个加速度,又根据万有引力定律,任何有质量的物体之间都会相互吸引,吸引力的大小取决于两个物体的质量和相隔距离F=GM1M2/R2。所以,比如,现在地球运动方向相对于太阳有个偏离速度,如果不存在万有引力,地球将逐渐远离太阳在宇宙中匀速直线运动;而正由于万有引力使得地球在太阳的方向有个加速度,地球就会往太阳的方向发生偏移并不停的改变速度大小和方向,使得地球绕太阳旋转;而一般情况,当一个物体靠近另外一个物体,是逐渐被捕获并逐渐增加吸引力的,所以越靠近吸引力越大,加速度和速度也越大,而速度越大,要改变物体的运动就越难(f=mv^2/r)所以除非达到绝对平衡,否则基本上不会成为标准的圆周运动;至于椭圆轨道根据运动速度和距离可以推算出椭圆方程。
Ⅹ 天体运行的轨道
宇宙中的天体运行轨道大多是椭圆,真正是圆的轨道实际上是很少的.
彗星是一个特例:
彗星分为两大类,周期彗星和非周期彗星.
周期彗星的轨道为椭圆
非周期彗星的轨道可能是抛物线或者是双曲线.