Задача 6. Исходя из первого и второго законов Кеплера, определить ускорение планеты.
Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Угол j отсчитываем от направления перигелия. Уравнение эллипса с эксцентриситетом e и параметром p в полярных координатах имеет вид:
Второй закон Кеплера утверждает постоянство секторной скорости. Введём константу
Перепишем формулу (9) Задача 5 в виде
Легко видеть, что трансверсальная компонента вектора ускорения равна нулю. Ускорение направлено вдоль радиус–вектора Вычислим проекцию вектора w на ось ξ:
Вводим новую переменную u=1/r и воспользуемся формулой Бинэ:
где введено обозначение
= du/dφ. Для вычисления правой части достаточно знать функцию r(φ). Для вывода формулы Бинэ выразим скорость изменения r через
:
.
Воспользовавшись определениями
и K, перепишем последнее уравнение в форме:
а дифференцируя его по времени с учётом ( 11 ) получаем
Подставляя в ( 13 ) полученные выражения для
и
, приходим к ( 14 ). Теперь с помощью формулы Бинэ получаем окончательное выражение для wξ:
.
Итак, со стороны Солнца на планету действует притягивающая сила
.
Планета движется по эллипсу с эксцентриситетом ε. Зная её скорость v1 в перигелии, определить скорость v2 в афелии.
Частица движется к притягивающему центру по плоской траектории
, ( 18 )
Точка движется в плоскости по закону
с параметрами r0 и a. Определить траекторию, скорость и обе компоненты ускорения.
Движение точки в плоскости описывается в декартовых координатах как x=x(t), y=y(t). Определить проекции скорости и ускорения на естественные оси, а также радиус кривизны траектории.
Точка описывает эллипс
. Определить нормальную и тангенциальную компоненты ускорения, а также радиус кривизны траектории в точках A и B Рис. 9.
Волновые процессы Волновое движение. Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны и его решение. Характеристики волны. Энергия волны, поток энергии, плотность энергии. Звук. Шкала интенсивности звука. Спектр сигнала. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии. Электромагнитные волны. Основные свойства электромагнитных волн. Поток энергии. Интерференция волн. Когерентность и монохроматичность волн. Интерференция света. Оптическая длина пути. Способы получения когерентных источников. Расчет интерференционной картины от двух источников. Интерференция в тонких пленках. Принципы просветленной оптики. Торговые марки. Бижутерия. Интерференционные методы контроля поверхности. Когерентность и ее использование в технике. Голография.
Диэлектрическая проницаемость среды