Bài 40: Các định luật Kê-ple. Chuyển động của vệ tinh

MỞ ĐẦU1Thuyết Địa Tâm năm 140 SCN - Trái Đất là trung tâm của vũ trụ,các hành tinh chuyển động xung quanh Trái Đất theo quỹ đạo tròn... 2 Thuyết Nhật Tâm 1543 - Mặt Trời là trung t

Nhiệt liệt chào mừng các thầy , cô giáo

và các bạn học sinh

I MỞ ĐẦU

1)Thuyết Địa Tâm ( năm 140 SCN )

- Trái Đất là trung tâm

của vũ trụ,các hành tinh

chuyển động xung quanh

Trái Đất theo quỹ đạo tròn

Ptoleme

2) Thuyết Nhật Tâm ( 1543 )

- Mặt Trời là trung tâm của vũ trụ ,

các hành tinh chuyển động xung

quanh Mặt Trời theo quỹ đạo tròn.

Nicolai Copecsnic - nhà Vật lý Ba Lan

Hệ Nhật Tâm có gì khác so với

Hệ Địa Tâm ?

Câu hỏi đặt ra :

Hệ Địa Tâm Hệ Nhật Tâm

Hình ảnh một số hành tinh trong Hệ Mặt Trời

Mặt Trời

Sao Thủy

Sao Kim

Sao Mộc

Sao Hỏa

Sao Thổ

Sao Thiên Vương

Sao Hải Vương

Vấn đề đật ra là :

-Các hành tinh chuyển động quanh

Mặt Trời như thế nào ?

- Chúng chuyển động có tuân theo quy luật nào không ?

Dựa trên những số liệu quan sát về vị trí của các hành tinh, năm 1619 Kepler nhà thiên văn học người Đức đã tìm ra ba định luật mô tả chính

xác qui luật chuyển động của các hành tinh.

II CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE

1)Định luật I

- Mọi hành tinh đều chuyển

động theo quỹ đạo elip , mà Mặt Trời là một tiêu điểm

trên 2 bán trục lớn

=> MF1 + MF2 = 2a ( = hằng số )

Tốc độ chuyển động của

các hành tinh tại những vị trí khác nhau trên quỹ đạo

có quan hệ gì với nhau?

Có nhận xét gì về vận tốc dài của các hành tinh qua định luật II Kê-ple ?

•Hệ quả

-Càng xa Mặt trời vận tốc dài càng giảm.

-Đối với Trái Đất :

+Vận tốc tại điểm xa Mặt trời nhất là 29,3km/s

+Vận tốc tại điểm gần Mặt trời nhất là 30,3km/s

Quỹ đạo chuyển động của các hành tinh là hình elip Vậy giữa chu kì chuyển động và bán kính quỹ đạo của chúng có mối quan hệ nào không ?

T 2 (năm)

a 3 ( đv thiên văn)

bình phương chu kì quay là giống

nhau cho mọi hành tinh quay quanh

Chứng minh định luật Kê-ple

Xét hai hành tinh 1 và 2 của hệ Mặt trời Coi quỹ đạo chuyển động của các hành tinh gần đúng là tròn thì gia tốc hướng tâm là :

2 1

Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây

ra gia tốc này Theo định luật II Niuton ,

áp dụng đối với hành tinh 1 ta có :

Mà M T là khối lượng của Mặt trời ,nên ta có :

3 1

Kết quả trên không phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh , do đó có thể áp dụng cho hành tinh 2 :

3 1

Khoảng cách R1 từ Hỏa tinh tới Mặt Trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái Đất và Mặt Trời.

Hỏi một năm trên Hỏa tinh bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái Đất?

• Lời giải:

• 1 năm là thời gian để hành tinh quay

được một vòng xung quanh Mặt trời

• Gọi T1 là một năm trên Hỏa tinh

• T2 là một năm trên Trái đất.

• Ta có :

1 2

R

= 1,52 R

Áp dụng định luật III Kêple , ta có:

3 2

3

1 1 2

Bài 2 :

kiện của Trái Đất: khoảng cách tới Mặt

T

R M

4(3,14) (1,5.10 ) 6,67.10 (3,15.10 ) 2.10

IV VỆ TINH NHÂN TẠO TỐC ĐỘ VŨ TRỤ

a)Vệ tinh nhân tạo

Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.

Sput-nhich vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loại người do Liên Xô phóng lên ngày 4/10/1957

Vệ tinh nhân tạo ISS

Phóng vệ

tinh

b, Tốc độ của vũ trụ

- Vận tốc đủ lớn để vật trở thành vệ tinh nhân tạo gọi là cấp độ vũ trụ cấp I

- Trong đó : v > 1,79 km/s

=> Quỹ đạo có hình elip

-Khi vận tốc v= 11,2 km/s – vận tốc vũ trụ cấp 2

=> quỹ đạo parabol

-Khi vận tốc v= 16,7 km/s – vận tốc vũ trụ cấp 3

=> vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt trời

Củng cố bài học :

Câu hỏi : định luật III Kê-ple có liên quan đến ( các ) yếu tố nào ?

A Hình dạng của quỹ đạo

B Chu kì quay của hành tinh

C Bán kính của quỹ đạo

D Diện tích quét bởi đường thẳng nối Mặt trời với hành tinh