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

M t trời ặ Thuỷ Tinh Kim tinh Trái đất Hỏa tinh M c tinh ộ Thổ tinh Thiên vương tinh Hải vương tinh Đây chính là mô hình Hệ Mặt Trời theo Thuyết Nhật Tâm của N... Định luật II

Nhắc lại kiến thức cũ

1 Phát biểu và viết biểu thức của

định luật vạn vật hấp dẫn.

Lực hấp dẫn giữa 2 điểm bất kỳ tỉ lệ

thuận với tích của các khối lượng của chúng

và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng

cách giữa chúng.

m m

Mặt trời mọc… hướng

Đông … rồi lại lặn… hướng Tây.

1 Mở đầu:

Ban đêm có sao

… … có trăng, … Trăng tròn … … rồi lại khuyết

Nhằm hướng tới giải thích các hiện tượng, và nghiên cứu những thiên thể̉ tồn tại trong vũ trụ (như các sao, các hành tinh, vệ tinh …) Môn thiên văn học đã ra đời.

- Từ năm 140 sau công nguyên (trong thế kỷ II), Ptôlêmê đề xuất ra

thuyết Địa tâm, lưu hành rộng rãi và thống trị trong suốt đến những năm 1543 Quan điểm của ông coi Trái Đất là trung tâm vũ trụ.

6

Khi môn thiên văn học mới ra đời thì

người cổ xưa quan niệm thế nào về vũ trụ?

- Mô hình vũ trụ

địa tâm Ptôlêmê

M t trời ặ

Thuỷ Tinh Kim tinh Trái đất

Hỏa tinh M c tinh ộ

Thổ tinh Thiên vương tinh Hải vương tinh

Đây chính là mô hình Hệ Mặt Trời theo Thuyết Nhật Tâm của N Côpécníc

1 Mở đầu:

- Thiên văn học là một ngành khoa học nghiên cứu những vật thể, hiện tượng trong vũ trụ

- Các quan điểm : Hệ địa tâm của

Ptô-lê-mê( từ năm 140 SCN), hệ nhật tâm của

Cô-péc-nic( 1543)

-Năm 1619 Kê-ple đã tìm ra ba định luật mô

tả chuyển động của các hành tinh=> Đã đặt một nền móng khoa học vững chắc cho

Thiên văn học

F 1 F 2 :Hai tiêu điểm của elip, chúng nằm đối xứng

với hai trục lớn sao cho:MF 1 + MF 2 = 2a = hằng số

SƠ LƯỢC VỀ ELIP

2 Các định luật KÊ-PLE:

Định luật II Kêple :

Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau

Định luật III Kêple :

Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời

Đối với hai h à nh tinh bất kỳ :

32

2 2

3 2 2

a T

a

2 1

3 Bài tập vận dụng:

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 Sao Hoả

bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái

Đất ?

14

BÀI GIẢI

2 2

3 2 2

1

3 1

T

R T

2 2

3 2 2

1

3 2

3 ) 52 , 1

(

T

R T

R



2 2

Bài 2: Tìm khối lượng MT của Mặt trời từ các dữ

kiện của Trái đất: khoảng cách tới Mặt trời

r = 1,5.1011m, chu kì quay T = 3,15.107s

Lấy G = 6,67.10-11Nm2/kg2

là lực hướng tâm giữ cho Trái đất chuyển động theo quỹ đạo gần tròn quanh Mặt trời.

2

2 2

T

r M

r

v

M r

M

M G

F

ht hd

p



 Û



2 2

4.Vệ tinh nhân tạo.Tốc độ vũ trụ:

Trong h M t Trời, các thiên thể chuyển đ ng ệ ặ ộxung quanh M t Trời gọi là ặ hành tinh; những thiên

thể chuyển đ ng xung quanh ộ hành tinh gọi là v ệ tinh.

V tinh tự nhiên: ệ là những thiên thể vốn đã

chuyển đ ng quanh hành tinh từ trước đến ộ

giờ, không có sự tác đ ng gì của con người.ộ

Chẳng hạn: M t Trăng là ặ

Các loại vệ tinh: Vệ tinh vũ trụ, Vệ tinh thông tin, Vệ tinh quan sát Trái Đất , Vệ tinh hoa tiêu , Vệ tinh trinh sát , Vệ tinh năng lượng Mặt trời , Vệ tinh thời tiết , Vệ tinh sinh học…

Nếu v = v I = 7,9 km/s:

Tốc độ vũ trụ cấp I:

s

km R

GM

v

TĐ

/ 9

, 7

Mm

Nếu v t được ném với v n tốc ậ ậ v sao

cho: 7,9(km/s)<vv t ậ <11,2(km/s) , thì v t ậ sẽ chuyển đ ng theo quỹ đạo elip ộ

Nếu v= vII= 11,2km/s

(vận tốc vũ trụ cấp

II), vệ tinh đi xa khỏi

Trái đất theo quỹ đạo parabol và trở thành hành tinh nhân tạo của Mặt trời.

- V n tốc vũ trụ cấp II: ậ

Nếu vật được ném với vận tốc

v = vIII = 16,7km/s (vận

tốc vũ trụ cấp III), vệ

tinh thoát khỏi hệ Mặt trời theo quỹ đạo hyperbol.

- V n tốc vũ trụ cấp III: ậ

DẢI NGÂN HÀ

V

Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh ra gây

gia tốc này Theo định luật II Niu-tơn, áp

dụng đối với hành tinh 1, ta có:

* Chứng minh định luật Kê – ple III

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

r T

F1  1

Hay 2

1

1

2 1

2 1

T

r M

3 1

Vì kết quả không phụ thuộc vào khối lượng

của các hành tinh nên ta có thể áp dụng cho

hành tinh 2

2

2 2

3 2

4

.

p T

M G

So sánh HT 2 và HT 1 ta tìm ra được CT cho định luật III keple

2 2

3 2 2

1

3 1

T r