Planetarna putanja: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
mNema sažetka uređivanja |
Nadopunio Planetarna putanja |
||
Redak 1:
[[datoteka:orbit4.gif|mini|300px|desno| [[Baricentar]], [[težište]] ili [[centar masa]] je [[točka]] oko koje se gibaju tijela dvojnog ili višestrukog sustava. Na slici je sličan sustav kao [[Sunce]] - [[Zemlja]].]]
[[datoteka:orbit3.gif|mini|300px|desno|[[Baricentar]] sustava [[Zemlja|Zemlje]] i [[Mjesec]]a nalazi se unutar Zemljine površine na udaljenosti 4 670 [[metar|km]] od središta. Ta se točka sustava, a ne središte Zemlje, giba po [[Zemljina putanja|eliptičnoj stazi oko Sunca]].]]
[[Johannes Kepler]] je prvi pronašao svoje [[Keplerovi zakoni|zakone planetarnog gibanja]]. Otkrio je da su putanje planeta u našem [[Sunčev sustav|sunčevom sustavu]] eliptične. ▼
[[datoteka:orbit2.gif|mini|300px|desno|Dva [[nebesko tijelo|nebeska tijela]] različitih [[masa]] okreću se oko zajedničkog [[baricentar|baricentra]] ([[centar masa|centra masa]]). Na slici je sličan sustav kao [[Pluton]] - [[Haron (mjesec)|Haron]].]]
* [[Zemljina putanja]]▼
[[datoteka:OrbitalEccentricityDemo.svg|mini|300px|desno|Sa smanjenjenjem [[ekscentricitet]]a (''ε'' → 0) [[elipsa]] prelazi u [[kružnica|kružnicu]], a njezina velika poluos prelazi u polumjer kružnice. Ulogu srednje udaljenosti ima tada, naravno, sam polumjer kružnice. S druge strane, s povećanjem ekscentriciteta (''ε'' → 1) elipsa prelazi u [[parabola|parabolu]]. Za [[hiperbola|hiperbolu]] vrijedi ''ε'' > 1.]]
[[datoteka:Pluto Orbit.gif|mini|300px|desno|[[Pluton]]ova orbita i [[ekliptika]].]]
[[Kategorija:Astronomija]]▼
[[datoteka:Plutoorbit1.5sideview.gif|mini|300px|desno|[[Pluton]]ova putanja u ravnini [[ekliptika|ekliptike]]. Ravnine putanja [[Neptun]]a i Plutona sijeku pod kutom od kojih 15°.]]
[[datoteka:north season.jpg|mini|desno|300px|[[Zemljina putanja]]: prikaz promjene Zemljinih [[godišnja doba|godišnjih doba]] kako se vidi sa [[sjever]]a. Krajnje desno: zimski [[suncostaj]] ili solsticij.]]
'''Planetarna putanja''' ili '''orbita''', u [[astronomija|astronomiji]] i [[astronautika|astronautici]], je [[putanja]] u obliku [[Konika|konike]] po kojoj se [[gibanje|giba]] [[nebesko tijelo]] manje [[masa|mase]] u [[gravitacijsko polje|gravitacijskom polju]] nebeskog tijela veće mase. Zatvorena orbita nebeskih tijela [[elipsa]] je sa [[žarište]]m u kojem se nalazi središnje [[fizikalno tijelo]] ili [[središte mase]]. Takve su orbite [[planet]]a i njihovih [[prirodni satelit|prirodnih satelita]] u [[Sunčev sustav|Sunčevu sustavu]]. '''Zatvorena orbita''' nebeskih tijela [[elipsa]] je sa [[žarište]]m u kojem se nalazi središnje [[fizikalno tijelo]] ili [[središte mase]]. Takve su orbite [[planet]]a i njihovih [[prirodni satelit|prirodnih satelita]] u [[Sunčev sustav|Sunčevu sustavu]]. '''Otvorena orbita''' je [[parabola]] (na primjer orbita nekih [[komet]]a) ili [[hiperbola]].
Orbite [[umjetni satelit|umjetnih satelita]], koje mogu biti [[krug|kružne]] ili [[elipsa|eliptične]], označuju se s obzirom na način [[gibanje|gibanja]] oko [[Zemlja|Zemlje]]:
* [[geosinkrona orbita]] ima period 1 [[dan]], dok je [[geostacionarna orbita]] ona geosinkrona orbita kojom se satelit postavlja iznad istoga položaja na Zemljinoj površini;
* polarna orbita, odnosno kvazipolarna orbita, prelazi preko [[Zemljopisni pol|polova]], odnosno blizu njih;
* sa Suncem sinkronizirana orbita ima ravninu uvijek uperenu u [[Sunce]] ili pod stalnim kutnim odmakom od Sunca, a satelit prelazi preko [[ekvator]]a uvijek u isto doba dana;
* prijelazna orbita, uvedena radi ekonomičnosti, orbita je između početne i konačne orbite pri postavljanju umjetnih satelita.
* orbita za parkiranje privremena je orbita umjetnog satelita;
* proletna orbita je orbita kojom [[Svemirske letjelice|svemirska letjelica]] prolazi pokraj [[nebesko tijelo|nebeskoga tijela]] (na primjer [[Mjesec]]a ili nekog [[planet]]a). <ref> '''orbita''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=45401] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.</ref>
▲[[Johannes Kepler]] je prvi pronašao svoje [[Keplerovi zakoni|zakone planetarnog gibanja]]. Otkrio je da su putanje planeta u našem [[Sunčev sustav|
== Prvi Keplerov zakon i planetarne putanje ==
{{Glavni|Prvi Keplerov zakon}}
'''Prvi Keplerov zakon''' ustanovljuje geometrijske osobine planetarnih putanja. [[Johannes Kepler|J. Kepler]] je našao da su staze [[elipsa|elipse]], a da se [[Sunce]] nalazi u jednom od [[žarište|žarišta]]. Kako je Sunce zajedničko svim planetima, tako je Sunce u žarištu koje je zajedničko svim eliptičnim stazama. To je jedini uvjet i nema daljih ograničenja, pa položaj putanje u prostoru može biti veoma raznolik. Na skicama koje prikazuju dvije ili više planetarnih putanja, one se nalaze u istoj ravnini. Općenito, velike poluosi dviju elipsi ne podudaraju se ni po smjeru, ni po veličini, ni po ravninama u kojima se nalaze.
Veličina i izduženost elipse određena je velikom poluosi ''a'' i ekscentricitetom ''e''. Velika poluos ''a'' ujedno je i srednja udaljenost točke na elipsi od jednog žarišta (planeta od Sunca). Kada je tijelo najdalje od Sunca u [[afel]]u, njegova je provodnica (radijus - vektor) najveća:
:<math>\,r_\max=a+e</math>
Kada je planet Suncu najbliže (kada je u [[perihel]]u), tada mu je provodnica najmanja:
:<math>\,r_\min=a-e</math>
Aritmetička sredina tih udaljenosti ili srednja udaljenost jednaka je velikoj poluosi ''a'':
:<math>a=\frac{r_\mathrm{max}+r_\mathrm{min}}{2}.</math>
Izduženost putanje iskazuje se numeričkim ekscentricitetom ''ε'' koji je jednak:
:<math>\varepsilon=\frac{e}{a}=\frac{\sqrt{a^2-b^2}}{a}</math>
''ε'' je bezdimenzionalna veličina. Sa smanjenjenjem ekscentriciteta (''ε'' → 0) elipsa prelazi u kružnicu, a njezina velika poluos prelazi u polumjer kružnice. Ulogu srednje udaljenosti ima tada, naravno, sam polumjer kružnice. S druge strane, s povećanjem ekscentriciteta (''ε'' → 1) elipsa prelazi u [[parabola|parabolu]]. Za [[hiperbola|hiperbolu]] vrijedi ''ε'' > 1. Parabola i hiperbola nisu zatvorene krivulje.
=== Veličine planetarnih putanja ===
Položaj planetarne putanje u prostoru treba odrediti pomoću poznatih [[orijentacija|orijentira]]. Zato se upotrebljava ravnina [[ekliptika|ekliptike]] i [[proljetna točka]]. Kut između ravnine u kojoj se nalazi staza tijela i ravnine ekliptike zove se nagib ili [[inklinacija]] (oznaka: ''i''). Dvije se ravnine sijeku u pravcu na kojemu su dvije točke istaknute - one u kojima planetarna putanja probada ravninu ekliptike: '''uzlazni čvor''' ''Ω'' (u njemu tijelo u svom godišnjem gibanju prelazi sa južne strane ekliptike na sjevernu) i '''silazni čvor''' ''Ʊ'' (u njemu tijelo u svom godišnjem gibanju prelazi sa sjeverne strane ekliptike na južnu). Položaj uzlaznog čvora zadaje se ekliptičkom dužinom uzlaznog čvora ''Ω''. S mjerama ''i'' i ''Ω'' orijentirana je ravnina gibanja [[nebesko tijelo|nebeskog tijela]] u prostoru. Da bi se pak u toj ravnini orijentirala elipsa, bilježi se položaj njezina perihela. U tu svrhu služi '''argument perihela''' ''π'', kut od uzlaznog čvora do velike poluosi koja sadrži perihel. '''Longitudom perihela''' naziva se ukupan [[kut]] ''ω = Ω + π''.
Da bi se pratilo gibanje nebeskog tijela, potrebno je dodati podatak o [[zvjezdana godina|zvjezdanom (sideričkom)]] [[Ophodno vrijeme|ophodnom vremenu]] ''P'' i o trenutku ''t<sub>o</sub>'' u kojemu tijelo prolazi perihelom. Dakle, za opis geometrijskih svojstava planetarnih putanja - veličine elipse, oblika elipse, njezine orijentacije i načina gibanja tijela - potrebno je 7 veličina: ''a, e, i, Ω, ω, P'' i ''t<sub>o</sub>''. To su '''veličine planetarnih putanja'''.
=== Analiza planetarnih putanja ===
Većina planeta ima slabo izdužene planetarne putanje (staze), koje je na malom crtežu okom teško razlikovati od kružnice. Tako Zemljina putanja s ''ε'' = 0.001673 ima veliku poluos ''a'' = 149.597 ∙ 10<sup>6</sup> [[metar|km]], malu poluos ''b'' = 149.577 ∙ 10<sup>6</sup> km, najmanju udaljenost od Sunca ''r<sub>min</sub>'' = 147.1 ∙ 10<sup>6</sup> km i najveću udaljenost od Sunca ''r<sub>max</sub>'' = 152.1 ∙ 10<sup>6</sup> km.
Staze [[planetoid]]a u prosjeku su jače izdužene os planetnih putanja. U [[komet]]a je šarolikost mnogo veća. Neki kometi imaju numerički ekscentricitet ''ε'' blizak jedinici.
Razlike se opažaju i u nagibima planetarnih putanja. [[Pluton]]ova i [[Merkur]]ova staza najviše se od svih planeta otklanjaju od Zemljine putanje. Kod Plutona to dovodi do zanimljive posljedice. Naime, crtaju li se staze [[Neptun]]a i Plutona projicirane u istu ravninu, čini se da se zbog izduženosti Plutonove staze te dvije putanje sijeku, te da se dva planeta mogu i sudariti. Neptun je zaista u nekim razdobljima dalje od Sunca nego Pluton (na primjer kao od 1980. do 1999.). No kako se ravnine putanja Neptuna i Plutona sijeku pod kutom od kojih 15°, to su staze uvijek daleko jedna od druge. Stoga se oni nikada ne mogu sudariti.
Putanje planetoida nagnute su prema ekliptici za više desetaka stupnjeva, ravnine kometa mogu pak sjeći ekliptiku pod bilo kojim kutom. Kada je kut inklinacije veći od 180°, kaže se da je putanja nebeskog tijela i njegova revolucija '''retrogradna'''; projicirajući takvu stazu na ravninu ekliptike, vidjelo bi se da se tijelo giba oko Sunca u suprotnom smislu od Zemlje i ostalih planeta. Svi planeti i planetoidi imaju direktnu revoluciju. Fizički različite vrste tijela u [[Sunčev sustav|Sunčevu sustavu]] se grupiraju po geometrijskim svojstvima putanja. Do razlika u vladanju nebeskih tijela došlo je u toku razvoja Sunčeva sustava.
Općenito, veličine planetarnih putanja pojedinog člana Sunčeva sustava neprestano se mijenjaju. Promjena tih veličina kod Zemlje mogla je u prošlosti, u dugim [[Geološko razdoblje|geološkim razdobljima]], utjecati na [[klimatske promjene]].
Zapazimo još da se velika poluos (linija koja povezuje najbliži i najudaljeniji položaj tijela od Sunca, [[perihel]] i [[afel]]), nazvana još i '''linija apsida''', ne podudara s linijom koja povezuje [[Zemljina putanja|zimsku i ljetnu točku]]. Razlika se u stvari stalno povećava, jer se linija apsida zakreće u liniji putanje; zakreće se u smjeru gibanja Zemlje, pa Zemlji treba više vremena da ponovo stigne u perihel, nego što joj treba da ponovi svoj položaj prema zvijezdama. Drugim riječima, [[zvjezdana godina|zvjezdana (siderička) godina]] kraća je od vremena prolaska Zemlje perihelom. To razdoblje traje 365 d 6 h 13 min 53 s = 365.25964 [[dan|d]] i zove se '''anomalistička godina''' ([[godina]]). <ref> Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989. </ref>
{{Glavni|Zemljina putanja}}
'''Zemljina putanja''' u [[astronomija|astronomiji]] prestavlja [[planetarna putanja|planetarnu putanju]] (orbitu) [[Zemlja|Zemlje]] kojom obilazi [[Sunce]], na udaljenosti od jedne [[astronomska jedinica|astronomske jedinice]] ([[AJ]]) ili 149 597 870 691 ± 30 [[metar]]a, što prestavlja približno 150 milijuna [[kilometar]]a. [[Perihel]] Zemlje je najbliža točka Zemljine putanje do Sunčeva središta, smještena na kraju velike osi [[elipsa|elipse]] kojom se Zemlja giba relativno prema Suncu, a Zemlja prolazi kroz perihel svake godine početkom siječnja (u zadnje vrijeme 3. siječnja) i iznosi 147 098 291 [[kilometar|km]]. [[Afel]] Zemlje je najudaljenija točka putanje Zemlje do Sunčeva središta, a Zemlja prolazi kroz afel početkom srpnja (u zadnje vrijeme 4. srpnja) i iznosi 152 098 233 km. Orbitalna [[brzina]] Zemlje je 30 km/[[sekunda|s]] (108 000 km/[[sat|h]]) što znači da pređe udaljenost Zemljinog promjera (oko 12 700 km) za 7 [[minuta]] ili udaljenost do Mjeseca (oko 384 000 km) za 4 sata.
== Izvori ==
{{izvori}}
| |||