Giáo viên: Nguyễn Trường Trang
Trường THPT Vạn Tường
KTBC
1.Mở đầu
Thiên văn học ra đời rất sớm, từ thời Cổ Hy Lạp.
Năm 140 SCN , quan điểm của Ptolemy coi trái đất là trung tâm của vũ trụ.
Năm 1543, theo thuyết nhật tâm của Copernicus, Mặt Trời là tâm của vũ trụ, Trái Đất chỉ là một trong nhiều hành tinh quay quanh Mặt trời.
1.Mở đầu
Mô hình vũ trụ của Copernicus
1.Mở đầu
Năm 1619 Kepler đã tìm ra 3 định luật mô tả quy luật chuyển động của các hành tinh.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elíp mà Mặt Trời là một tiêu điểm.
Định luật I
MF1 + MF2 = const = 2a
Thế nào là hình Elip?
Elip thuộc họ đường conic, là quỹ tích của những điểm M có tổng khoảng cách đến hai điểm cố định là không đổi.
a: bán trục lớn
b: bán trục nhỏ
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kì quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Từ định luật Kepler II, em hãy suy ra hệ quả: Khi đi gần Mặt Trời, hành tinh có vận tốc lớn; khi đi xa Mặt Trời, hành tinh có vận tốc nhỏ.
Hai diện tích S1 và S2 là bằng nhau ứng với cùng một khoảng thời gian, do đó độ dời s2 > s1 ? v2 > v1.
Hệ quả:
Khi đi gần Mặt Trời, hành tinh có vận tốc lớn; khi đi xa Mặt Trời, hành tinh có vận tốc nhỏ.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời.
Định luật III
Hay đối với hai hành tinh bất kì:
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh định luật III Kepler
Xét 2 hành tinh 1 và 2 của Mặt Trời.
Coi quỹ đạo chuyển động của các hành tinh gần đúng là tròn.
Lực nào đã gây ra gia tốc hướng tâm cho các hành tinh?
Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh đã gây ra gia tốc hướng tâm.
áp dụng ĐL II Newton đối với hành tinh 1:
hay
Chứng minh
Biểu thức gia tốc hướng tâm của hành tinh?
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Định luật III
áp dụng ĐL II Newton đối với hành tinh 2:
Từ (1) và (2), ta tìm được công thức ĐL III Kepler gần đúng là:
Hay chính xác là:
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Định luật III
3.Bài tập vận dụng
Bài 1
Khoảng cách R1 từ Hoả Tinh tới Mặt Trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái Đất và Mặt Trời. Hỏi một năm trên Hoả Tinh bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái Đất?
Bài giải:
Một năm là thời gian để hành tinh quay quanh Mặt Trời gọi là một chu kỳ.
Gọi T1 là chu kỳ của Hoả Tinh, T2 là là chu kỳ của Trái Đất quay quanh Mặt Trời.
A�p dụng định luật III Kepler ta có:
Chứng minh
Chu kì của Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời là bao nhiêu?
Vậy chu kỳ của Hoả Tinh là:
mà
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Tìm khối lượng MT của Mặt Trời từ các dữ kiện của Trái Đất: khoảng cách tới Mặt Trời r = 1,5.1011m, chu kỳ quay T = 3,15.107s. Cho hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 Nm2/kg2.
Bài 2
Bài giải:
Từ (1) ta có:
Thay số
Để xác định khối lượng của Mặt Trời ta cần dựa vào công thức nào?
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
Định luật I
Định luật II
Định luật III
3.Bài tập vận dụng
Bài 1
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
a) V? tinh nhân tạo
Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không rơi trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
a) V? tinh nhân tạo
Vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loài người do Liên Xô phóng ngày 4.10.1957, gọi là Sputnik
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
a) V? tinh nhân tạo
V? tinh địa tĩnh
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
a) V? tinh nhân tạo
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
a) V? tinh nhân tạo
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
b) Tốc độ vũ trụ
Vận tốc cần thiết để đưa một vệ tinh lên quỹ đạo quanh Trái đất mà không rơi trở về Trái đất được gọi là tốc độ vũ trụ cấp I.
Giả sử ta có một vệ tinh quay trên quỹ đạo tròn rất gần Trái Đất, khối lượng của vệ tinh là m, của Trái Đất là M.
A�p dụng định luật II Newton ta có:
Kí hiệu:
gọi là tốc độ vũ trụ cấp 1
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
b) Tốc độ vũ trụ
Khi vận tốc V = VI = 7,93km/s, vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn.
Khi 7,93 km/s < V < 11,2 km/s, vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo elip.
Khi VII = 11,2 km/s (tốc độ vũ trụ cấp II), vệ tinh sẽ đi xa khỏi Trái đất theo quỹ đạo parabol và trở thành hành tinh của Mặt Trời.
Khi VIII = 16,7 km/s (tốc độ vũ trụ cấp III), vệ tinh thoát ra khỏi Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
Quỹ đạo của vệ tinh ứng với các tốc độ khác nhau.
Tốc độ vũ trụ cấp I
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
Quỹ đạo của vệ tinh ứng với các tốc độ khác nhau.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
Quỹ đạo của vệ tinh ứng với các tốc độ khác nhau.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
Quỹ đạo của vệ tinh ứng với các tốc độ khác nhau.
1.Mở đầu
2. Các định luật Kepler
3.Bài tập vận dụng
4.Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định luật I
Định luật II
Định luật III
Chứng minh
Định luật I Kepler :
Định luật II Kepler :
Định luật III Kepler :
Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời.
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kì quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elíp mà Mặt Trời là một tiêu điểm.
Các nội dung chính đã học
1) Vệ tinh nhân tạo :
2) Tốc độ vũ trụ :
Khi vận tốc V = VI = 7,93km/s, vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn.
Khi 7,93 km/s < V < 11,2 km/s, vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo elip.
Khi VII = 11,2 km/s (tốc độ vũ trụ cấp II), vệ tinh sẽ đi xa khỏi Trái đất theo quỹ đạo parabol và trở thành hành tinh của Mặt Trời.
Khi VIII = 16,7 km/s (tốc độ vũ trụ cấp III), vệ tinh thoát ra khỏi Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.
Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không rơi trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.
Các nội dung chính đã học
Mặt trăng là một vệ tinh của Trái Đất. Hãy tính khối lượng của Trái Đất, biết bán kính quỹ đạo (coi là tròn) của Mặt Trăng r = 38400 km và chu kì quay của Mặt Trăng quanh Trái Đất T = 27,5 ngày.
Bài giải:
Tương tự (1) ta có:
Đáp số: r = 42250 km
Sử dụng kết quả khối lượng Trái Đất trên hãy tính bán kính quỹ đạo của vệ tinh địa tĩnh.
Hình ảnh các hành tinh trong
hệ mặt trời
CHÚ Ý
HỌC BÀI VÀ LÀM BÀI TẬP TRONG SÁCH GIÁO KHOA