Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Hvers vegna ganga reikistjörnur eftir sporbaug?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Athugasemd ritstjórnar: Þegar þetta svar var upphaflega skrifað var Plútó flokkaður sem ein af reikistjörnum sólkerfisins. 24. ágúst árið 2006 samþykkti Alþjóðasamband stjarnfræðinga aftur á móti nýja skilgreiningu á reikistjörnum. Plútó fellur ekki undir hana og telst nú til dvergreikistjarna. Reikistjörnurnar eru því átta talsins: Merkúríus, Venus, jörðin, Mars, Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus. Þess ber þó að geta að Plútó sjálfur hefur auðvitað ekkert breyst við þetta.

Stutta svarið er að sporbaugar reikistjarna eru bein afleiðing af þyngdarlögmáli Newtons ásamt aflfræði Newtons að öðru leyti.

Þyngdarkraftur verkar á alla hluti. Oft verka líka á þá aðrir kraftar sem geta til dæmis valdið því að þeir haldast kyrrir, svo sem steinvala í fjöru. Þegar við köstum steininum út á sjóinn verkar hins vegar enginn annar verulegur kraftur á hann fyrr en hann lendir. Steinninn fylgir tiltekinni braut sem ákvarðast af hraðanum og stefnunni sem við gefum steininum í byrjun. Þessa braut er hægt að reikna út ef maður kann nógu mikið í eðlisfræði og stærðfræði, til dæmis það sem kennt er á náttúrufræðibrautum menntaskóla. Útkoman er sú að brautin er fleygbogi eða parabóla.

Reikistjörnurnar verða fyrir þyngdarkröftum eins og allir aðrir hlutir. Engir aðrir umtalsverðir kraftar verka á þær, ekki einu sinni núningur eða loftmótstaða því að í sólkerfinu er tómarúm. Langsterkasti þyngdarkrafturinn sem verkar á reikistjörnurnar kemur frá sólinni. Hann minnkar á ákveðinn hátt með fjarlægð frá sól, í samræmi við þyngdarlögmál Newtons. Engu að síður segir svokallað annað lögmál Newtons okkur hvaða áhrif þessi breytilegi kraftur hefur á hreyfingu reikistjarna eða annarra hluta í sólkerfinu þar sem þyngdarkraftur frá sól yfirgnæfir aðra hugsanlega krafta.


Hugsum okkur nú tiltekinn hlut sem við setjum af stað í sólkerfinu fjarri reikistjörnum eða öðrum hnöttum, þannig að krafturinn frá sól sé ríkjandi. Við gefum hlutnum tiltekinn hraða og stefnu. Við getum þá notað þyngdarlögmál Newtons og annað lögmál hans til að reikna út hver braut hlutarins verður, svipað og við gerðum með steinvöluna. Útreikningarnir eru að vísu flóknari en svo að unnt sé að gera þeim skil í menntaskóla, en nemendur í eðlisfræði og sumum verkfræðigreinum kynnast þeim til dæmis á öðru ári í háskóla. Útkoman er sú að brautin er sporbaugur ef hraðinn er ekki svo mikill að hluturinn fari út úr sólkerfinu.

Frávik frá þessu koma fram í veruleikanum ef hreyfing reikistjarnanna er skoðuð með meiri nákvæmni. Það er einkum vegna þess að þá þarf að taka tillit til þyngdarkrafta frá hinum reikistjörnunum á þá stjörnu sem verið er að skoða hverju sinni.

Lesandanum er bent á að afla sér meiri upplýsinga með því að smella á efnisorðin hér fyrir neðan.

Einnig er bent á eftirfarandi svör sama höfundar:

Mynd: Planets. Spectacular Space. Littlehampton Community School.

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

4.4.2006

Spyrjandi

Sölvi Örn, f. 1995

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvers vegna ganga reikistjörnur eftir sporbaug?“ Vísindavefurinn, 4. apríl 2006. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=5776.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2006, 4. apríl). Hvers vegna ganga reikistjörnur eftir sporbaug? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=5776

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvers vegna ganga reikistjörnur eftir sporbaug?“ Vísindavefurinn. 4. apr. 2006. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=5776>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvers vegna ganga reikistjörnur eftir sporbaug?
Athugasemd ritstjórnar: Þegar þetta svar var upphaflega skrifað var Plútó flokkaður sem ein af reikistjörnum sólkerfisins. 24. ágúst árið 2006 samþykkti Alþjóðasamband stjarnfræðinga aftur á móti nýja skilgreiningu á reikistjörnum. Plútó fellur ekki undir hana og telst nú til dvergreikistjarna. Reikistjörnurnar eru því átta talsins: Merkúríus, Venus, jörðin, Mars, Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus. Þess ber þó að geta að Plútó sjálfur hefur auðvitað ekkert breyst við þetta.

Stutta svarið er að sporbaugar reikistjarna eru bein afleiðing af þyngdarlögmáli Newtons ásamt aflfræði Newtons að öðru leyti.

Þyngdarkraftur verkar á alla hluti. Oft verka líka á þá aðrir kraftar sem geta til dæmis valdið því að þeir haldast kyrrir, svo sem steinvala í fjöru. Þegar við köstum steininum út á sjóinn verkar hins vegar enginn annar verulegur kraftur á hann fyrr en hann lendir. Steinninn fylgir tiltekinni braut sem ákvarðast af hraðanum og stefnunni sem við gefum steininum í byrjun. Þessa braut er hægt að reikna út ef maður kann nógu mikið í eðlisfræði og stærðfræði, til dæmis það sem kennt er á náttúrufræðibrautum menntaskóla. Útkoman er sú að brautin er fleygbogi eða parabóla.

Reikistjörnurnar verða fyrir þyngdarkröftum eins og allir aðrir hlutir. Engir aðrir umtalsverðir kraftar verka á þær, ekki einu sinni núningur eða loftmótstaða því að í sólkerfinu er tómarúm. Langsterkasti þyngdarkrafturinn sem verkar á reikistjörnurnar kemur frá sólinni. Hann minnkar á ákveðinn hátt með fjarlægð frá sól, í samræmi við þyngdarlögmál Newtons. Engu að síður segir svokallað annað lögmál Newtons okkur hvaða áhrif þessi breytilegi kraftur hefur á hreyfingu reikistjarna eða annarra hluta í sólkerfinu þar sem þyngdarkraftur frá sól yfirgnæfir aðra hugsanlega krafta.


Hugsum okkur nú tiltekinn hlut sem við setjum af stað í sólkerfinu fjarri reikistjörnum eða öðrum hnöttum, þannig að krafturinn frá sól sé ríkjandi. Við gefum hlutnum tiltekinn hraða og stefnu. Við getum þá notað þyngdarlögmál Newtons og annað lögmál hans til að reikna út hver braut hlutarins verður, svipað og við gerðum með steinvöluna. Útreikningarnir eru að vísu flóknari en svo að unnt sé að gera þeim skil í menntaskóla, en nemendur í eðlisfræði og sumum verkfræðigreinum kynnast þeim til dæmis á öðru ári í háskóla. Útkoman er sú að brautin er sporbaugur ef hraðinn er ekki svo mikill að hluturinn fari út úr sólkerfinu.

Frávik frá þessu koma fram í veruleikanum ef hreyfing reikistjarnanna er skoðuð með meiri nákvæmni. Það er einkum vegna þess að þá þarf að taka tillit til þyngdarkrafta frá hinum reikistjörnunum á þá stjörnu sem verið er að skoða hverju sinni.

Lesandanum er bent á að afla sér meiri upplýsinga með því að smella á efnisorðin hér fyrir neðan.

Einnig er bent á eftirfarandi svör sama höfundar:

Mynd: Planets. Spectacular Space. Littlehampton Community School....