Венера
Будем считать орбиты Земли и Венеры вокруг Солнца круговыми. Планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении. Максимальное удаление Венеры (угол между Венерой и Солнцем при наблюдении с Земли) равно 46 градусам.
a) Найдите отношение радиусов орбит Венеры и Земли. (4 б.)
b) Сколько дней отделяет одно максимальное удаление от следующего за ним? (4 б.)
Подсказка: Согласно закону Кеплера квадраты периодов обращений небесных тел пропорциональны кубам радиусов соответствующих орбит.
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаПри наибольшем удалении луч зрения на Венеру касается её орбиты, так что в треугольнике Земля—Венера—Солнце угол при Венере прямой. Следующее наибольшее удаление наступает через долю синодического периода, определяемую углами.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответa) \(\alpha=\sin46^\circ=0{,}72\); b) через 140 и 430 суток (синодический период 570 суток).
▶РешениеСкрыть: решение
Решениеa) При максимальном удалении из Земли, Венеры и Солнца можно составить прямоугольный треугольник, в вершине прямого угла которого находится Венера. Отсюда отношение радиусов орбит Венеры и Земли \[\alpha=\sin46^\circ=0{,}72.\]
b) Период обращения Венеры найдём из закона Кеплера: \[T_V=T_M\frac{1}{\sqrt{\alpha^3}}.\] Угловая скорость обращения Земли \(\omega_M=\dfrac{2\pi}{T_M}\), а Венеры \(\omega_V=\dfrac{2\pi}{T_V}\). Угловая скорость их относительного движения \[\Delta\omega=\omega_V-\omega_M=\omega_M\left(\frac{1}{\sqrt{\alpha^3}}-1\right),\] а период относительного движения \[T_s=\frac{T_M}{\dfrac{1}{\sqrt{\alpha^3}}-1}=570\ \text{суток}.\] Между последовательными максимальными удалениями проходит соответственно \(88/360\) или \(272/360\) этого периода, то есть в сутках: 140 и 430.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Проверка Ньютона на Луне Савченко, №2.6.4
- Почему так γ не измерить Савченко, №2.6.5
- «взвешивание Земли» Савченко, №2.6.7
- Масса Марса по Фобосу Савченко, №2.6.10
- Тяжесть на Луне Савченко, №2.6.11
- Радиус орбиты по угловой скорости Савченко, №2.6.12