开普勒第二定律是斥力与引力相互作用的表现

开普勒第二定律是斥力与引力相互作用的表现

天体偏斜运动是天体的存在方式

夏曰鼎

( 黄山学院 安徽黄山 245041)

摘要: 开普勒第二定律: 行星在椭圆轨道运动时,极径 (又称向径R)所扫过面积与经过的时间成正比,即掠面速度守恒,亦即矢积守恒,又称动量矩(角动量)守恒。斥力与引力相互作是行星偏斜运动的原因。偏斜运动的动量本身就是速度变化和方向变化,动量的量变与质变是动力。动量大小的变化是切线力,动量的方向变化是法线斥力,切线斥力与法线斥力相互垂直,二者是勾股关系,万有斥力就是弦。天体斥力是天体椭圆轨道运动的原因。


关键词:两倍掠面速度(J0),两倍椭圆面积(2πab),椭圆周期定律(T),极径(R),偏斜速度(VS),偏斜动量(mVS),两矢夹角(α),球面速度(VD),极径角速度(ωR), 弧高(RL) ,最小曲率半径(L0),速度系数(VC),天体引力常数(GM)


天体偏斜失重运动服从三个准则,即辩证力学三守恒:A. 斥力与引力守恒; B. 能量转化守恒;C. 动量矩(角动量)守恒。又称矢积守恒或外积守恒,动量矢与极径矢的两矢夹角的正弦之积为常数。这就是开普勒第二定律的矢积为常数。天体运动若每走一步的时间都相等,则向径所扫过的面积也相等,即面速度不变而形状变化。矢积面速度守恒。天体速度(VS)*极径(R)*两矢夹角的正弦sin(α)=(GML0)^1/2 = 常数(J0)。

天体面速度守恒运动是引力与斥力相互作用的表现,也是斥力反抗引力的表现,也就是切线力与法线力反抗引力的表现,或者说切线力、法线力、引力三力平衡运动的表现。天体偏斜运动的两矢夹角的矢积为常数。


开普勒第二定律掠面速度守恒公式:

J0 = (GML0)1/2 = L0(GM/ L0)1/2 = L0•Vc = a(1-e2)•VC = R•VS•sinα= VS•R•cosβ。

这是天体偏斜运动一般的矢积面速度守恒公式:极径*天体速度*两矢夹角正弦。

开普勒第二定律几种表述:

表述一:两倍掠面速度(J0)= 两倍椭圆面积(2πab)/椭圆周期(T)

J0 = 2πab/T = 2(πab/n)/(T/n) = 2dA/dt

表述二:极径(R)* 天体速度(VS)*两矢夹角的正弦sin(α)的三个变量的积是不变量。

J0 = VS•R•sinα= VS•R•cosβ

表述三:天体速度(VS)*弧高(RL) 二个变量的积是不变量。

J0 = VS•(Rcosβ)= VS•RL

表述四:极径(R)*球面速度(VD)二个变量的积是不变量。

J0 =R•(VS cosβ)= R•VD = R•dD/dt

表述五:极径的平方(R2)*极径角速度(ωR)的积是不变量。

J0 = R•VD = R(RωR) = R2•ωR

表述六:最小曲率半径(L0)*速度系数(VC)。

J0 = R•VD =(L0/K0)•(VC K0)= L0•VC = L0(GM/ L0)1/2

表述七:天体引力常数(GM)与最小曲率半径(L0)积的平方根。

J0 = L0•VC = L0•(GM/ L0)1/2 = (GM*L0)1/2

开普勒第二定律除一般的天体速度公式外,还包含两个特殊的天体速度公式,在近日点与远日点上,极径与天体速度垂直,因而两矢夹角正弦为一。天体偏斜失重运动掠面速度公式:近日点的极径乘近日点的天体速度,即最小极径乘最大天体速度 J0= Rn*Vm;远日点的极径乘近日点的天体速度,即最大极径乘最小天体速度 J0= Rm*Vn。

近日点的天体速度最大:Vm = J0/Rn =J0/a(1-e) = a(1-e)(1+e)•VC/a(1-e) = VC(1+e)

远日点的天体速度最小:Vn = J0/Rm =J0/a(1+e) = a(1-e)(1+e)•VC/a(1+e) = VC(1-e)

自然规律探索者——夏曰鼎

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