1椭圆轨道:首先看点P为近地点还是远地点(这里的卫星以地球为中心,故称为近地点远地点)。若为近地点,则此时它距地球最近,之前的运动地球对其做正功,速度增大,所以此时速度为最大,动能最大;由于此时离地球最近,由a=GM/r^2,因此此时加速度最大;周期的话,可以看轨道长短,也可以看椭圆轨道长半轴长a的大小,a越大,周期越长,反之越小。若为远地点,则刚好相反。
2圆形轨道:若P为近地点,由于此时做圆周运动,不是像原先椭圆轨道的离心运动,因此速度比椭圆轨道运动的小,因为轨道短,而且之后运动速度不减小,而椭圆轨道运动的卫星速度随后减小,因此此时圆形轨道周期明显比椭圆轨道的短;加速度由于离地球距离不变,因此向心加速度不变,而此时运动方向为匀速运动,没有加速度,因此加速度比之前椭圆轨道的小;因为速度变小,所以动能变小。
天体运动轨道分为三类:
双星系统,就是只有两颗恒星的星系,它们的运行轨道都是圆形的,且轨道半径与质量成反比。
行星系统,此类星系中恒星由于相对质量极大可以作为参照物,看做静止不动的,行星都是在绕恒星,以椭圆轨道运行。这与行星的形成过程有关:在行星形成的过程中,质量会不断变化,所以轨道也在不断发生变化,不可能维持圆形轨道。
彗星,这种天体的运行轨道大多是抛物线型的,也有螺旋线形的。前者会绕过恒星后飞远,后者会一头栽进恒星永远消失。
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。可以想像,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。
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