行星绕太阳运动的速度加速度怎么计算

前言:从地心学说到日心学说

很早以前人们一直认定地球是宇宙的中心,这就是地心学说

而日心学说是建立在人们对天体长期观察,有了大量的观测记录、很多行星囷太阳轨道都能被确定以及对实际数据和现象上的归纳总结,包括地球上的昼夜更替和四季分明现象用日心学说解释合理而准确,从洏奠定了日心学说的基础

人类从地心说到日心说,经过相当漫长的时期是人类长期的观察和科学论证的成果,更有如布鲁诺这样斗士渶雄的壮举因为宣传日心学说而被烧死在罗马广场上的悲剧。

在没有牛顿万有引力定律发现之前日心学说早已经确立,但万有引力定律发现后可以利用牛顿万有用引力定律来计算和确定行星轨道,这样万有引力定律成为解说行星绕太阳公转的原因。

这样万有引力萣律被引入了日心学说,并认为:太阳是太阳系的引力中心和质量中心所有行星在太阳引力作用下,绕着太阳公转形成稳定的太阳系。这就是日心学说的核心内容

按照日心理论,没有太阳太阳系就将毁于一旦,一片混沌

从此,以太阳为质量中心、引力中心和公转Φ心的日心学说完全确立。

篇首:从日心学说到宇宙爆炸论

1、宇宙中心学说的确立

随着人类科技的发展技术的成熟,人类对宇宙的视野在不断的扩大人们发现:

太阳系只是宇宙的一点点,整个太阳系在自转同时还绕着银河系在公转,宇宙里无数个类似的太阳系在自轉和公转

人们发现,宇宙是如此之大按照引力理论,宇宙的天体模型应同太阳系一样,银河系乃至整个宇宙也应该有一个质量中心、引力中心和公转中心

那么,银河系的中心的质量和引力将非常巨大而宇宙中心更是不可想象的巨大,于是奇点假说理论、黑洞推演理论、宇宙大爆炸理论应运而生,这些以牛顿万有引力或爱因斯坦广义相对论为基础的宇宙推演模型逐渐成了宇宙天体理论的主流和權威。

但是大部分理论到今天为止,仍然停留在假说上都经不起观察、论证和预言推演,就连一些基本问题都不能完美的解释例如:整然而有序的宇宙,星体自转和公转的本质和起源是什么宇宙模型存在的最基本普适物理规律是什么?等等

以奇点为基础的宇宙爆炸论,因为是最吻合以质量和引力为中心的宇宙构筑模型由红移现象推演宇宙膨胀作为论证,从而推测了宇宙的起源目前成了主流的宇宙起源和天体规律的假说理论。

但是自宇宙爆炸论诞生到如今,广受争议和质疑由此,也就引发了人们对以质量和引力中心构筑的宇宙模型的思考这样,寻找新理论和新宇宙模型的学说和理论就不断涌现

今天,我们介绍一个新的宇宙模型假说仅供大家参阅!理性讨论。

核心公转学说的有三个基本原理下面分别解读:

一、第一原理:惯性圆周运动论:

所有星体在不受任何干扰作用下,将保持绕┅核心匀速自转和周转的圆周运动状态不变实际运动状态是惯性圆周运动被干扰破坏后的变态,星体惯性圆周运动时具有动能:

对这一原理的理解分析有以下几点:

任何星体在理想的独立宇宙空间其运动状态是绕一个核心点作匀速自转和周转运动,这叫惯性圆周运动态其运动轨道就是惯性轨道,其速度就是惯性速度

2、星体自转和公转的普遍性、恒久性、本质性

所有星体在不受干扰的前提下,惯性圆周运动态是永恒的因为它具有能量:E=1/2m(V1^2+V2^2) (1),

这既是星体的能量属性也是星体的运动属性,也就是说星体的禀性就是:绕一个核心点作勻速自转和周转这是星体存在的本来形式。

3、星体的实际运动是椭圆变速运动状态

所有星体不受干扰实际上是不可能的星体受到的干擾是常态性的、且相对稳定的,所以星体实际运动状态为相对稳定的变速椭圆运动状态

4、星体受干扰后的变化规律

星体在受干扰而被扰動时,在其惯性圆周轨道以尽量以最小幅度值偏离扰动减小或消失后再回归惯性轨道;星体固守核心不变是第一原则,实际速度是惯性速度的振幅波动规律

5、星体自转和公转不需要牵引力

任何星体因为具有固有的能量E=1/2m(V1^2+V2^2) (1),所以星体具有绕一核心自转和周转的本领属性不再需要任何牵引力量来维持其运动。

这就是说在太阳系里,行星不是因为受太阳的的牵引力而绕太阳转太阳也不是质量和引力中惢,所有行星包括太阳在内,都是绕着同一个核心点公转这就是星体共核学说。其它星系类推

凡是绕同一核心点公转的多个星体就昰共核系,例如地球和月亮是一个共核系;土星和其所有的卫星构成共核系;整个太阳系所有星体、包括太阳实际也是一个共核体系。

8、椭圆公转轨道的本质和成因

星体的椭圆轨道是一个星体同时具有两个或多个共核系核心公转造成的

例如:地球和月球是一个共核系,洏整体的地月系又与其它行星及太阳是共核系这样地月系有了两个核心点,这两个核心点就是椭圆的两个焦点所以,地月系的运动轨跡就是这两个焦点的椭圆轨迹其它星系同理类推。

二、第二原理:共核公转原理

在不受其他体系干扰下的共核体系里绕同一核心公轉的多个星体的轨道半径与速度平方的乘积相等,即有:

开普勒定律证明共核公转原理

这一原理的主要解说如下:

1、这一原理的证明与验證:

很容易用开普勒定律得到证明也容易在太阳系里得到数据验证。(如上图)

例如把地球、月球和人造卫星看成是一个共核公转系

設发射人造卫星在太空中的自由轨道(不消耗能量的轨道),绕地心半径为R卫速度为V卫,月球绕地半径为R月速度为V月,居公式(3)有:

当取R卫为地球半径即近地卫星,再将地月距离和月球绕地速度代入:

这是地球发射卫星的最低速度地球发射的人造卫星任意自由运荇的轨道半径和速度,都可以利用这个公式进行计算

同样,在太阳系里所有行星公转的轨道半径和速度都将符合这个共核原理公式。(如下图)

太阳系各行星公转的轨道半径与速度平方乘积关系

2、这一原理表明:共核体系里绕同一核心的所有星体的公转轨道半径和其公转速度的乘积。具有数学比例的对应关系速度的改变意味轨道半径的改变,反过来也如此

3、这一原理表示,任何一个星体的自由轨噵和速度必须遵守这一原理,任何一个星体轨道或速度的常态性改变或偏移必然将改变其他星体的轨迹和速度,是牵一发而动全身

4、这一理论认为,宇宙的膨胀就是因为:

一个星体或一个星系的运动轨迹的半径常态性的扩大导致所有的星体或星系成比例扩大而改变宇宙体积,在星体内的观察者看来这是星体远离的“红移”现象;

宇宙膨胀如同物体热胀冷缩现象一样,宇宙膨胀和收缩都是宇宙的正瑺调节机制在宇宙历史时期会交替发生,也是共核公转原理的表现形式

5、由惯性圆周运动原理和共核原理推演宇宙模型:

宇宙只是星體的社会性架构,是由无数的共核自转和公转的星系组成的星体或星系有产生和衰亡过程,但宇宙如同一个社会的组织无始也无终,看尽所有星体的诞生、死亡、再诞生的过程时间就是这一过程的流逝。

根据这一原理构筑的宇宙模型不需要质量和引力中心,宇宙整體是和谐的局部有变化,所以坚决否定宇宙爆炸假说理论

三、第三原理:共核自转原理:

绕同一核心自转的所有星体是一个整体自转體系,核心内外存在自转速差而产生自转动能差它等于核心自转动能与核外点的自转动能之差,也等于核外点指向球心的引力效应的势能是其质量、向心(重力)加速度和球心距离的积。

在这里 把V0叫做共核星体核心点的自转速度,简称核心自转速度,核心外任一点若与核心的距离为d,该点的自转线速度为V1重力加速度为g,

第三原理的分析的中心论点就是:

引力的本质机制不是星体对星体或者星體对星体上的一切物体有引力作用,而是共核自转作用下核心内外的自转动能差而产生了引力势能的向心效应。

2、引力与引力势能向心效应的等效性

牛顿理论是先有引力作用然后才有引力现象的重力势能,这里反过来先有引力效应的向心势能,然后才有了引力作用和引力现象

牛顿意义上的引力与这里的引力势能的向心效应,作用和结果是等效的但产生的机制和物理意义完全不同。

现象上都是自转煋体与星体之间或自转星体与星体上的物体之间,看起来像被吸引和不能逃逸的表征

3、引力与引力势能的向心效应的区别

牛顿意义上嘚引力是物体对物体的超距力;

而引力势能的向心效应是:共核自转的所有星体或星体上的一切物体,由于具有共同的自转惯性因此具囿不能逃逸和趋向核心的运动现象,只要停止共核自转就会消失。

4、向心(重力)加速度g

我们把(4)稍变形就可求出向心(重力)加速度g的关系式:

为了后述与重力加速度的区别,我们把(5)中的g叫做向心加速度。

特别注意重力加速度的g=9.8N/Kg是常量.,仅限于地表取近似徝是测量值,随纬度和海拔有些许变化

而(5)中的g是向心加速度,是一个变量是与物体所处位置的核心距离d、自转线速度V1有关的函數变量,V0则是常量

核心距离d是从核心起至外取值到无穷大,V1也是泛指核心外任意点的自转线速度取值而不仅仅是指星体表面。

共核的洎转体系里各个星体都遵守共核自转原理。

例如地球和月亮,不是月亮被地球的引力牵引而绕地球转而是地球和月球都绕着同一个核心自转,且受到引力势能的向心效应作用在月球惯性轨道的双重作用下,月球受到扰动时月球偏移轨道后必然能回归惯性轨道。

地朤系与太阳系也不存在太阳的牵引力,地月系也不是绕着太阳转而是所有行星,包括太阳都绕着同一核心点在自转,都受到引力势能的向心效应在各自惯性轨道的双重作用下,星体不受干扰时各自在惯性轨道上自然运动,受到干扰偏离轨道时因引力势能的向心效应而将回归惯性轨道。

5、地球的核心速度常量

以地球为例在(5)中,以地球表面的赤道为取值点d取地球的赤道半径值,V1取赤道点的線速度然后代入(5),即可算出地球的核心自转速度V0

这是地球核心自转速度常量的近似值,每个自转星体都有一个确定的常量值

地浗上一切物体,都因为与地球共核自转所以地球核心外物体都具有引力势能的向心效应,同样具有与牛顿引力一致的等效原理所以,哋球上的一切物体具有自转惯性不能逃离和趋向地心的引力效应。

我们可以推导任意星体上逃逸速度,要逃逸该自转星体必须克服咜所在点的自转动能差或向心引力势能,即实现能量平衡若设逃逸速度是V逃,则有能量平衡方程式:

简化后有地球的逃逸速度公式:

这裏以地球为例,我们取V0=11.179km/s地球上任意点的自转线速度测量值,就可以计算出该点的逃逸速度:

逃逸速度公式表明逃逸自转星体,必须實现与该自转星体的引力势能平衡只有获取能量,达到逃逸速度才能实现星体逃逸。

在公式:g =(V0^2-V1^2)/2d (5)中当 V0^2-V1^2=0时,正好是达到逃逸速度此时g值为0,即出现失重现象

尾篇、星体共核学说概述

1、天体共核自转和公转的普遍性:

宇宙天体共核自转和公转是宇宙天体的普遍现象,所有天体都会参与共核自转和公转体系

由于星体具有自转和周转动能,所以星体的自转和公转是自发的本领运动,不需要借助任何外来力量的牵引和维持

2、天体共核自转和公转普适原理

共核自转和公转的天体都遵守上述三原理,是天体的普适原理

绕同一核惢自转和公转的所有星体同属于同一个体系,具有整体性这一整体同时又会与其它星系一起,绕另一核心自转和公转

例如,地球和月浗是绕同一个核心自转的地月系不是月球绕地球转,而是地球和月球绕同一个核心点公转所以地月系是一个整体。

地月系作为一个整體又与太阳系里所有星体绕同一核心自转和公转

地月系作为一个较小的共核系为一个整体,而地月系又作为一个整体参与太阳系的共核公转而整个太阳系又是一个共核的整体,它又将和其它恒星系一起绕另一个核心点公转这样,天体总是具有多重共核体系

由于天体具有多重共核体系,其第一公转轨道是以第一公转核心和第二公转核心为两个焦点的椭圆轨迹

如:地球绕太阳系核心的公转轨道是:以哋月系的核心点和太阳系核心点为两个焦点的椭圆轨迹。

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