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太阳系主要特征演化成因
外太阳系以及更大的星系范围内表面上看引力也破坏了平方反比定律,现在观测到的恒星和星系的运动速度远比用邻近的全部物质施与的引力所能解释的快得多.任何天体都存在“反引力”.我们从天文观察可以看到:地球会喷发火山;恒星会喷发物质;星系核会喷射大量的物质,甚至喷出一个小星系的物质;超星系团的星系会从中心向边缘运动,最后演化为空心的大气泡.我们将比较熟悉的六大行星的有关物理量作了一些分析、比较,列表如下(有关数据取自【1】)
从表中可知:
附表:太阳系九大行星轨道半长径、公转恒星周期及各自的万有引力系数参照表
(本表前两项参数由北京天文台怀柔太阳观测基地提供)
行星 | 水星 | 金星 | 地球 | 火星 | 木星 | 土星 | 天王星 | 海王星 | 冥王星 |
轨道 半长径 R(米) | 57.9 ×109 | 108.2 ×109 | 149.6 ×109 | 227.9 ×109 | 778.3 ×109 | 1427.0 ×109 | 2882.3 ×109 | 4523.9 ×109 | 5917.1 ×109 |
公转恒 星周期 T(秒) | 87.70× 86400 | 224.70× 86400 | 365.26× 86400 | 686.98× 86400 | 4332.71× 86400 | 10759.5× 86400 | 30685× 86400 | 60190× 86400 | 90800× 86400 |
K=R3/T2 | 338× 1016 | 336× 1016 | 336× 1016 | 335× 1016 | 336× 1016 | 336× 1016 | 340× 1016 | 342× 1016 | 336× 1016 |
G= | 6.663 ×10-11 | 6.659 ×10-11 | 6.659 ×10-11 | 6.639 ×10-11 | 6.659 ×10-11 | 6.659 ×10-11 | 6.738 ×10-11 | 6.778 ×10-11 | 6.659 ×10-11 |
太阳质量Ms=1.99×1030kg,地球质量ME=5.98×1024kg,引力常数G0=6.6720×10-11m3·S-2·kg-1
例一:对于离地球36000公里的地球同步卫星,其万有引力系数为:G=·=·=6.7199464×10-11m3·S-2·kg-1
例二:1970年4月26日中国第一颗人造地球卫星重量173公斤,卫星运动轨道距地球最近点439公里,最远点2384公里,轨道平面和地球赤道平面夹角68.5°,绕地球一周114分钟.其万有引力系数为:G=·=·=6.6419527×10-11m3·S-2·kg-1
例三:1971年3月3日发射成功的中国科学实验人造地球卫星,卫星重量221公斤,近地点266公里,远地点1826公里,绕地一周106分钟.其万有引力系数为:
G=·=·=6.6498674×10-11m3·S-2·kg-1
计算结果表明:随着人造地球卫星轨道的降低,人造地球卫星与地球相互作用的万有引力系数的实际值一般都略小于正常的理论值.一般而言,人造地球卫星离地球表面越近,万有引力系数越小,越偏离正常值,因此在对人造地球卫星与地球之间的引力(确切地说应该是向心力)进行计算时,就必然会造成按牛顿万有引力理论算出的理论值大于实际值.
参考文献
【1】萨根,新太阳系,张钰哲译 ,上海科学技术出版社.
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GMT+8, 2024-10-15 22:45
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