Miscarea de revolutie a Pamantului: Legile lui Kepler

Miscarea de revolutie a Pamantului

Din oricare punct al Globului ar fi privit cerul instelat, acesta ne apare ca o calota sferica infinita in al carui centru se afla observatorul. Pe aceasta sfera se vad proiectate stelele. Sfera corespondenta a primit numele de Sfera Cereasca.

Locul stelelor pe sfera cereasca va fi dat de directia in care ele se vad, departarea lor ramanand nedeterminata.

Ipoteze pentru un model simplificat al problemelor astronomiei practice:

v     Pamantul este un corp rigid si cu potential constant;

v     Axa de Rotatie a Pamantului ocupa o pozitie constanta in spatiu (si in interiorul Pamantului). Aceasta rotatie in jurul propriei axe se desfasoara pe parcursul a 24 de ore, determinand alternanta dintre noapte si zi;

v     viteza de rotatie este constanta;

v     miscarea Pamantului in jurul Soarelui (365-366 zile), denumita miscare de revolutie, are la baza legile lui Kepler;

v     stelele sunt foarte indepartate de Pamant si de aceea pot fi considerate ca puncte fixe;

v     propagarea razelor de lumina se face in linie dreapta cu viteza constanta.

Toate ipotezele mentionate mai sus au caracter simplificator, nefiind strict adevarate.

Legile lui Kepler

Pamantul, la fel ca toate planetele, se deplaseaza in Univers dupa legi care au fost formulate de Kepler (1609-1619) dupa perioade extrem de indelungate de observatii. Planetes = ratacitor (limba greaca).

Legea 1

Planetele descriu elipse in miscarea lor. Soarele se afla intr-unul dintre focare. Soarele fiind o stea, are o pozitie fixa.

Soarele se afla intr-unul dintre focare. Fiecare planeta are orbita proprie, cea a Pamantului numindu-se ecliptica. Ecliptica poate fi aproximata printr-un cerc cu raza de aproximativ    150 000 000 km.

Fig. 1.1. Ecliptica

Pe ecliptica se pot defini:

g - punctul vernal - pozitia Pamantului la echinoctiul de primavara, cand ziua este egala cu noaptea pe intregul Glob (~ 23 martie);

x - afeliu - pozitia Pamantului la solstitiul de vara, cand este ziua cea mai lunga (~ 3 iulie);

- pozitia Pamantului la echinoctiul de toamna, cand ziua redevine egala cu noaptea pe intregul Glob (~ 23 septembrie);

- periheliu - pozitia Pamantului la solstitiul de iarna, cand este noaptea cea mai lunga     (~ 3 ianuarie);

- este numita linia echinoctiilor;

- este numita linia solstitiilor.

Miscarea de revolutie se face de la vest la est. Privind de pe Pamant, ni se pare ca Soarele se deplaseaza de la est la vest (miscarea aparenta a Soarelui).

Legea 2

Raza vectoare a planetei descrie arii egale in intervale de timp egale. Sau dupa S. Heitz:: vectorul de pozitie heliocentric al Pamantului are o viteza areolara constanta. Renumitul astronom roman, I. Stamatin enunta legea 2 a lui Kepler si sub forma: viteza areolara este constanta, adica suprafata descrisa de Pamant - Soare, in unitatea de timp, este constanta.

Legea 3

Raportul dintre patratul perioadei de rotatie (T) si cubul semiaxei mari (a) ale planetelor este o marime constanta:

(1.1)

Constanta GM este denumita constanta gravitationala geocentrica si a fost determinata abia in epoca geodeziei cu sateliti. AIG recomanda in anul 1980 urmatoarele valori:

(1.2)

Proprietatile stelelor

Stelele, inclusiv Soarele, au miscari proprii foarte lente, care se pot pune in evidenta prin observatii preluate din marile observatoare ale lumii, cu instrumente deosebit de precise, la intervale relativ mari de timp. Din acest motiv, in astronomia de pozitie se considera ca stelele au o pozitie fixa la un moment dat, pe bolta cereasca, pentru oricare punct de pe Pamant. Afirmatia se poate explica printr-un exemplu simplu. Se cunosc cca 90 de constelatii pe sfera cereasca, cea mai apropiata aflandu-se la aproximativ 4 ani-lumina de Pamant (viteza luminii c 10⁵ km/s).

Daca s-ar considera doua puncte diametral opuse pe Pamant (M si ) ar rezulta un unghi la centru (d), observat in centrul constelatiei de numai , ceea ce nu este practic posibil de masurat.

Pozitia Pamantului fata de constelatia cea mai apropiata.