Plan wykładu i ćwiczeń.

Podobne dokumenty
Plan wykładu. Mechanika Układu Słonecznego

Plan wykładu. Mechanika układów planetarnych (Ukł. Słonecznego)

Plan wykładu. Mechanika układów planetarnych (Ukł. Słonecznego)

Mechanika nieba. Marcin Kiraga

Ruchy planet. Wykład 29 listopada 2005 roku

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

Granice Układu Słonecznego. Marek Stęślicki IA UWr

Wykład 2 - zagadnienie dwóch ciał (od praw Keplera do prawa powszechnego ciążenia i z powrotem..)

W poszukiwaniu nowej Ziemi. Andrzej Udalski Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego

1. Obserwacje nieba 2. Gwiazdozbiór na północnej strefie niebieskiej 3. Gwiazdozbiór na południowej strefie niebieskiej 4. Ruch gwiazd 5.

Teoria ruchu Księżyca

Ciała drobne w Układzie Słonecznym

Astronomia. Studium Podyplomowe Fizyki z Astronomią. Marcin Kiraga kiraga@astrouw.edu.pl

Fizyka i Chemia Ziemi

To ciała niebieskie o średnicach większych niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki

Układ Słoneczny. Powstanie Układu Słonecznego. Dysk protoplanetarny

NIE FAŁSZOWAĆ FIZYKI!

Konkurs Astronomiczny Astrolabium V Edycja 29 kwietnia 2019 roku Klasy IV VI Szkoły Podstawowej Odpowiedzi

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Kontrola wiadomości Grawitacja i elementy astronomii

Układ Słoneczny Układ Słoneczny

ETAP II. Astronomia to nauka. pochodzeniem i ewolucją. planet i gwiazd. na wydarzenia na Ziemi.

Jak poznawaliśmy. Marek Stęślicki. Instytut Astronomiczny UWr

Prawo powszechnego ciążenia, siła grawitacyjna, pole grawitacyjna

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Pole grawitacyjne*

Rotacja. W układzie związanym z planetą: siła odśrodkowa i siła Coroilisa. Potencjał efektywny w najprostszym przypadku (przybliżenie Roche a):

Układ Słoneczny. Pokaz

Fizyka i Chemia Ziemi

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Sztuczny satelita Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym

Wstęp do astrofizyki I

Ewolucja Wszechświata Wykład 14

Sprawdzian 2. Fizyka Świat fizyki. Astronomia. Sprawdziany podsumowujące. sin = 0,0166 cos = 0,9999 tg = 0,01659 ctg = 60,3058

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Gimnazjum Test Konkursowy

Aplikacje informatyczne w Astronomii. Internet źródło informacji i planowanie obserwacji astronomicznych

Układ Słoneczny układ planetarny składający się ze Słońca i powiązanych z nim grawitacyjnie ciał niebieskich. Ciała te, to osiem planet, 166 znanych

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Planety w układach podwójnych i wielokrotnych. Krzysztof Hełminiak

Grawitacja. Wykład 7. Wrocław University of Technology

GRAWITACJA MODUŁ 6 SCENARIUSZ TEMATYCZNY LEKCJA NR 2 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY WIRTUALNE LABORATORIA FIZYCZNE NOWOCZESNĄ METODĄ NAUCZANIA.

Poznajemy małe ciała niebieskie Układu Słonecznego.

Konkurs Astronomiczny Astrolabium III Edycja 25 marca 2015 roku Klasy I III Liceum Ogólnokształcącego Test Konkursowy

Obraz Ziemi widzianej z Księżyca

GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

Wszechświat w mojej kieszeni. Układ Słoneczny. Gloria Delgado Inglada. 4 No. 4. Instytut Astronomii UNAM, Meksyk

Wszechświat w mojej kieszeni. Układ Słoneczny. Gloria Delgado Inglada. 4 No. 4. Instytut Astronomii UNAM, Meksyk

Prezentacja. Układ Słoneczny

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Wykład 5 - całki ruchu zagadnienia n ciał i perturbacje ruchu keplerowskiego

Grawitacja okiem biol chemów i Linuxów.

Sprawdzian Na rysunku przedstawiono siłę, którą kula o masie m przyciąga kulę o masie 2m.

Jak zmieni się wartość siły oddziaływania między dwoma ciałami o masie m każde, jeżeli odległość między ich środkami zmniejszy się dwa razy.

Wykład 5. Początki nauki nowożytnej część 1 (prawo powszechnego ciążenia)

LIV Olimpiada Astronomiczna 2010 / 2011 Zawody III stopnia

14 POLE GRAWITACYJNE. Włodzimierz Wolczyński. Wzór Newtona. G- stała grawitacji 6, Natężenie pola grawitacyjnego.

Wykład Prawa Keplera Wyznaczenie stałej grawitacji Równania opisujące ruch planet

PodziaŁ planet: Zewnętrzne: Wewnętrzne: Merkury. Jowisz. Wenus. Saturn. Ziemia. Uran. Mars. Neptun

VI.3 Problem Keplera

Księżyc to ciało niebieskie pochodzenia naturalnego.

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Pole grawitacyjne*

Konkurs Astronomiczny Astrolabium V Edycja 29 kwietnia 2019 roku Klasy VII VIII Szkoły Podstawowej oraz Klasy III Gimnazjum Test Konkursowy

Elementy astronomii w geografii

Obłok Oorta. Piotr A. Dybczyński. Wszelkie prawa zastrzeżone, tylko do użytku wewnętrznego

Historia myśli naukowej. Ewolucja poglądów związanych z budową Wszechświata. dr inż. Romuald Kędzierski

Kazimierz Kordylewski i jego księżyce. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słooca CBK PAN

JAK MATEMATYKA POZWALA OPISYWAĆ WSZECHŚWIAT. 1 Leszek Błaszkiewicz

CD-ROM pt.: Ziemia we Wszechœwiecie spis treœci

2.Układ Słoneczny. Układ Kopernika - dowody Planety, planety karłowate Pas Planetoid Pas Kuipera Obłok Oorta

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań

Elementy astronomii w nauczaniu przyrody. dr Krzysztof Rochowicz Zakład Dydaktyki Fizyki UMK 2011

ODDZIAŁYWANIA W PRZYRODZIE ODDZIAŁYWANIA GRAWITACYJNE

KONKURS ASTRONOMICZNY

Obliczanie pozycji obiektu na podstawie znanych elementów orbity. Rysunek: Elementy orbity: rozmiar wielkiej półosi, mimośród, nachylenie

Układ słoneczny, jego planety, księżyce i planetoidy

Wenus na tle Słońca. Sylwester Kołomański Tomasz Mrozek. Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Astronomiczny elementarz

Układ Słoneczny Pytania:

Odległość mierzy się zerami

Tomasz Ściężor. Almanach Astronomiczny na rok 2013

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Skala jasności w astronomii. Krzysztof Kamiński

2.Układ Słoneczny. Układ Kopernika - dowody Planety, planety karłowate Pas Planetoid Pas Kuipera Obłok Oorta

Zadania do testu Wszechświat i Ziemia

Grawitacja - powtórka

Odkryj planety naszego Układu Słonecznego W ciągu 90 minut przez wszechświat Na wycieczkę między Ehrenfriedersdorf i Drebach

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Opozycja... astronomiczna...

Powstanie i ewolucja Układu Słonecznego II

Wędrówki między układami współrzędnych

Satelity Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym. dr inż. Stefan Jankowski

Piotr Brych Wzajemne zakrycia planet Układu Słonecznego

Wykład 10 - Charakterystyka podstawowych systemów gwiazdowych: otoczenie Słońca, Galaktyka, gromady gwiazd, galaktyki, grupy i gromady galaktyk

Układ Słoneczny. Kamil Ratajczak

Układ. Słoneczny. NASA/JPL

Dyfrakcja to zdolność fali do uginania się na krawędziach przeszkód. Dyfrakcja światła stanowi dowód na to, że światło ma charakter falowy.

Kosmos jest wszechświatem, czyli wszystkim, co możemy dotknąd, poczud, wyczud, zmierzyd lub wykryd. Obejmuje żywe istoty, planety, gwiazdy,

PROSZĘ UWAŻNIE SŁUCHAĆ NA KOŃCU PREZENTACJI BĘDZIE TEST SPRAWDZAJĄCY

Tomasz Ściężor. Almanach Astronomiczny na rok 2012

Transkrypt:

Mechanika nieba Marcin Kiraga: kiraga@astrouw.edu.pl 30 godzin wykładu + 30 godzin ćwiczeń wykłady poniedziałki - godzina 15:15 ćwiczenia wtorki - godzina 10:15 Warunki zaliczenia ćwiczeń: prace domowe (po zajęciach na następny tydzień) kolokwium po 8 lub 9 zajęciach Egzamin pisemny i ustny.

Literatura Stefan Wierzbiński, Mechanika nieba, PWN, Warszawa 1973 Forest R. Moulton, An introduction to celestial mechanics, The MacMillan Company 1914 (wciąż wydawana) Paweł Artymowicz Astrofizyka układów planetarnych, PWN, Warszawa 1995 James Binney, Scot Tremaine Galactic dynamics, 1987, Princeton University Press Michał Jaroszyński, Galaktyki i budowa Wszechświata, PWN, Warszawa 1993 Prace naukowe związane z zagadnieniami poruszanymi na wykładzie.

Plan wykładu i ćwiczeń. Mechanika układów planetarnych (Układu Słonecznego) Wstęp historyczny i zarys zagadnień mających związek z mechaniką nieba. Zagadnienie dwóch ciał, wyznaczanie pozycji ciała na podstawie znajomości elementów orbity i wyznaczanie elementów orbity na podstawie trzech obserwacji. Elementy astronautyki. Perturbacje ogólne (przykłady: Jowisz i Saturn). Ograniczone zagadnienie trzech ciał. Elementy teorii ruchu Księżyca. Dodatkowe czynniki: relatywistyczne, przypływowe, niegrawitacyjne w ruchu małych ciał.

Plan c. d. Dynamika gwiazdowa Obserwacyjne dane dotyczące budowy Galaktyki i innych układów gwiazdowych Orbity gwiazd. Funkcja rozkładu gwiazd i równanie Boltzmana. Równania Jeansa i przykłady ich wykorzystania. Zderzenia i czas relaksacji. Budowa i ewolucja gromad kulistych w przygotowaniu Fale gęstości galaktyki spiralne.

Ważne obserwacje starożytnych Ruch roczny Słońca na niebie i czas trwania pór roku (na półkuli północnej najdłuższe lato i wiosna). Obserwacje Księżyca: zmiana faz, położenia, ruch węzłów z okresem 18.3 lat, pierwszy wyraz równania środka, ewekcja. Obserwacja i przewidywanie zaćmień Słońca i Księżyca. Obserwacje planet: Merkury, Wenus (planety wewnętrzne), Mars, Jowisz, Saturn (planety zewnętrzne). Precesja (cofanie położenia punktu Barana na ekliptyce).

Pozycje planet dolnych i górnych

Modele geometryczne Układu Słonecznego Model geocentryczy: Ziemia, Księżyc, Merkury, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz, Saturn. Słońce i planety poruszają się wokół Ziemi. W opisie ruchu występują deferenty, epicykle i ekwanty. Model heliocentryczny: Słońce, Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn. Ruch planet wokół Słońca po okręgach, aby uzgodnić model z obserwacjami konieczne zachowanie epicykli Model Tycho Brahe: Ziemia, Księżyc, Słońce wokół którego poruszają się pozostałe planety.

Model geocentryczny

Model heliocentryczny

Model Tychona

Dodatkowe obserwacje Galileusza Obserwacje księżyców Jowisza

Obserwacje Galileusza c.d. Fazy Wenus

Prawa Keplera Na podstawie obserwacji zgromadzonych przez Tycho Brahe (głównie obserwacji Marsa) Johannes Kepler sformułował i opublikował w latach 1609 (Astronomia nova) i 1619 (Harmonices Mundi) trzy prawa opisujące ruch planet. I: Planety poruszają się po orbitach eliptycznych. Słońce znajduje się w jednym z ognisk elipsy. II: Prędkość polowa planety w jej ruchu orbitalnym względem Słońca jest stała. III: stosunek trzeciej potęgi rozmiarów wielkiej półosi orbity do kwadratu okresu orbitalnego jest stały.

Prawa dynamiki Newtona Philosophiae Naturalis Principia Mathematica 1687 I Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. II Jeżeli na ciało działa siła, to porusza się ono z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do tej siły i odwrotnie proporcjonalnym do swojej masy III Jeżeli jedno ciało działa na drugie określoną siłą, to drugie działa na pierwsze siłą, tą samą co do wartości lecz zwróconą przeciwnie. Punkty przyłożenia sił są różne.

Prawo powszechnego ciążenia Z zastosowania wzoru Bineta do orbity eliptycznej wynika, że siła działająca na planety powinna być proporcjonalna do 1/r2 Każde dwa ciała obdarzone masą przyciągają się siłą grawitacji o wartości proporcjonalnej do iloczynu ich mas, a odwrotnie proporcjonalnej do kwadratu odległości między nimi.

Niektóre zastosowania mechaniki Newtona Wyjaśnienie ruchów planet, komet, księżyców Określenie przewidywanego spłaszczenia Ziemi wynikającego z jej rotacji. Wyjaśnienie precesji księżycowo-słonecznej Wyznaczenie względnych mas Słońca i planet posiadających księżyce Wyznaczanie perturbacji ruchu planet...

Niektóre ważne obserwacje Stwierdzenie, że Kometa Halley'a jest okresowa Odkrycie Urana przez Williama Herschela (1781) Odkrycie pierwszej planetoidy - Giuseppe Piazzi (1.01.1801) Niezgodność pomiędzy przewidywanymi a obserwowanymi położeniami Urana stała się przyczyną planowych poszukiwań nieznanej planety opartych o rachunki perturbacji orbity Urana. Na podstawie rachunków Urbaina Le Verrier'a w 1846 roku Johann G. Galle odkrył Neptuna.

Słynne postacie Issak Newton (1643-1727) Leonard Euler (1707-1783) Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) Pierre-Simon Laplace (1749-1827) Carl Friedrich Gauss (1777-1855) Urbain Le Verrier (1811-1877) Simon Newcomb (1835-1909) Albert Einstein (1879-1955)

Ważne obserwacje c.d. 1908 upadek fragmentu komety w dorzeczu Podkamiennej Tunguskiej katastrofa spowodowana czynnikami pozaziemskimi 1930 odkrycie Plutona. 1977 odkrycie Chirona 1978 odkrycie Charona (pomiar masy Plutona) 1992 odkrycie kolejnego po Plutonie obiektu Pasa Kuipera. 1992 odkrycie planet wokół pulsara 1995 odkrycie planety wokół 51 Peg 2003 odkrycie Eris

Obiekty Układu Słonecznego (http:minorplanetcenter.com) Słońce Planety i ich księżyce (w nawiasie podane są nazwy księżyców o rozmiarach większych od Plutona): Merkury Wenus Ziemia (Księżyc), Mars Jowisz (Io, Europa, Ganimedes, Kalisto), Saturn (Tytan) Uran, Neptun (Tryton)

Wygodne jednostki Jednostka astronomiczna 149 597 870 700 m Stała Gaussa: 0.0172 02 098 95 radiana na dobę Rok Gaussa: 365.2568983 d. V(au) = 29.78469 km/s

Małe obiekty Układu Słonecznego Ze względu na własności orbit dzielimy na typy Planetoidy bliskie Ziemi: Ateny (a<1 j.a., ok. 1156 obiektów), 1 obiekt a=1 Apolla ( a>1 j.a., q<1.017 j.a., ok. 7793 obiektów) Amora (1.0< q<1.3 j.a., ok. 6724 obiektów) 1:1 rezonans z Marsem (4 obiekty) Obiekty Głównego Pasa Planetoid i w jego okolicach (planeta karłowata Ceres i ok. 700 tysięcy planetoid) 2:3 rezonans z Jowiszem (3241 obiektów) 1:1 rezonans z Jowiszem (6479 obiektów) Centaury (pomiędzy Jowiszem a Neptunem, 399 obiektów) 1:1 rezonans z Uranem (1) i Neptunem (17 obiektów)

Małe obiekty Układu Słonecznego (planety karłowate, planetoidy, komety)

Małe obiekty Układu Słonecznego c.d. 2:3 rezonans z Neptunem (Pluton i 227 obiektów) Klasyczny Pas Kuipera (845 obiektów) Dysk rozproszony I Centaury (692 obiekty) Pozostałe rezonanse (27 obiektów) Komety Skatalogowane okresowe (248) Muskające Słońce Długookresowe lub jednopojawieniowe Obłok Oorta (obszar o rozmiarach ok 50000 j.a. w którym znajdują się jądra kometarne)

Inne układy planetarne Układ planetarny pulsara PSR 1257+12 (Wolszczan i Frail 1992) Planeta wokół gwiazdy 51 Peg (Mayor i Queloz 1995) Obecnie (26.02.2017) Extrasolar Planets Encyclopaedia podaje informacje o 3583 planetach w 2688 układach planetarnych. Znanych układów posiadających więcej niż jedną znaną planetę jest obecnie 603. 7 planet wokół: HD10180, HR 8832, Kepler 90, Trappist1; 6 wokół: HD 40307; Kepler 11, Kepler 20; 5 planet wokół min. 55 Cnc, Gl 667C, Kepler 32, Kepler 33, Kepler 62, Dyski protoplanetarne. Dyski pyłowe.

Inne układy planetarne c.d. Wielka rozmaitość układów planetarnych ( gorące i supergorące jowisze, masywne planety o dużych mimośrodach, planety w układach podwójnych, ciasne układy planetarne ). Czy Układ Słoneczny jest typowy? (na razie byłby trudny do wykrycia) Skąd się biorą gorące jowisze? (czy jest to efekt oddziaływania protoplanet z dyskiem akrecyjnym, czy też efekt ewolucji na skutek oddziaływania z innymi planetami?) Problemy z terminologią (np. kiedy planeta, a kiedy brązowy karzeł)

Kepler 444 Gwiazda typu K0 w odl ok. 36 pc i [Fe/H] = -0.55

Kepler 90 Gwiazda typ F/G w odl ok. 800 pc

HR 8832 Gwiazda typu K3V w odl. 6.5 pc

Trappist 1 Czerwony karzeł typu widmowego M8V w odległości ok. 12 pc.

HD 10180 Gwiazda typu G1V w odl. ok. 39 pc

`