Gravitačné pole Slnka

Čo je Slnko?

Slnko priemerná hviezda, v našej Galaxii. V jeho vnútri prebiehajú termonukleárne reakcie a energia, ktorá sa pri nich uvoľňuje, postupuje ku slnečnému povrchu a potom je vyžarovaná do okolitého priestoru. Malá časť tejto energie dopadá na Zem a umožňuje život na nej.

Pohyby telies v gravitačnom poli Slnka

Vzhľadom na to, že Slnko má približne 333000krát väčšiu hmotnosť ako Zem a 109krát väčší polomer, je jeho gravitačné zrýchlenie na povrchu asi 28krát väčšia ako gravitačné zrýchlenie na povrchu Zeme. Preto pôsobí na všetky telesá slnečnej sústavy relatívne veľkými gravitačnými silami. Slnko vytvára centrálne gravitačné pole, v ktorom sa pohybuje celá rada telies (planéty, kométy, meteoroidy, ...), ktoré sú dobre vidieť.

Astronómovia spočiatku súdili, že sa Zem nachádza v strede vesmíru a všetky ostatné telesá (Slnko, päť ďalších vtedy známych planét, Mesiac, hviezdy) sa pohybujú okolo nej. Na tomto základe bola vypracovaná celá rada modelov Slnečnej sústavy, z ktorých najznámejší je pravdepodobne Ptolemaiova zeměstředná (geocentrická) sústava, ktorú tento alexandrijský astronóm, matematik a geograf uverejnil v druhom storočí tohto letopočtu. Každá planéta obieha po menšej kružnici (tzv. epicyklu), ktorej stred sa pohybuje po kružnici väčšie (deferent), ktorej stred leží v strede Zeme. Použitím niekoľkých epicyklů s rôznym polomerom, sklonom rotačnej osi a veľkostí rýchlosťou týchto kruhových pohybov, sa podarilo vysvetliť typické kľučky, ktoré pohyb planét vykazuje.

Tieto kľučky sú pozorovateľné zo Zeme. Pri pohľade napríklad zo Slnka by badateľné neboli. Kľučky totiž vznikajú skladaním pohybu Zeme a pozorované planéty. Z náboženských dôvodov ale bolo dlhé stáročia nemysliteľné publikovať názor, že sa planéty pohybujú okolo Slnka.

Ptolemaiová geocentrická sústava

V 16. storočia potom vystúpil poľský hvezdár Mikuláš Kopernik so svojím heliocentrickým (Slnko je stredom sústavy) modelom slnečnej sústavy, v ktorého strede sa nachádza Slnko a okolo ktorého sa pohybujú planéty. Denné aj ročné pohyby oblohy sú iba zdanlivé a vznikajú dôsledkom rotácie Zeme okolo osi a jej obehu okolo Slnka. Hoci išlo o názory veľmi zjednodušené av mnohých ohľadoch nezodpovedali skutočnosti, boli to názory veľmi prevratné.

Heliocentrická sústava

Johannes Kepler

nemecký astronóm odvodil tri zákony pre pohyb planét okolo Slnka (Keplerové zákony), popisujú pohyb planét len z hľadiska kinematiky.

Keplerové zákony

1.Keplerov zákon

Planéty sa pohybujú okolo Slnka po elipsách málo odlišných od kružníc, v ktorých spoločnom ohnisku je Slnko.

2.Keplerov zákon

Obsahy plôch opísaných sprievodičom planéty za jednotku času sú konštantné.

Sprievodič je úsečka spájajúca stred planéty sa stredom Slnka. Jeho veľkosť aj smer sa počas pohybu planéty stále mení, ale obsahy plôch, ktoré opíše za rovnaký čas sú rovnaké.

3.Keplerov zákon Pomer druhej mocniny obežnej doby planéty a tretej mocniny jej strednej vzdialenosti od Slnka má pre všetky planéty rovnakú hodnotu.

Pohyby telies v gravitačnom poli Slnka

Gravitačné pole slnka je mnohokrát väčšie než Zeme, intenzita je asi 28 krát väčšia, úniková rýchlosť je 618km.s-1.

Úniková rýchlosť Je to najnižšia možná rýchlosť, pri ktorej teleso môže definitívne opustiť sféru gravitačného vplyvu planéty.

Gravitačné pole slnka

Slnko je najväčším telesom slnečnej sústavy(1.99*10 na tridsiatu kg) a tvorí viac ako 99% hmotnosti celej slnečnej sústavy. Jeho gravitačné pole je radiálne a intenzita je veľká aj vo značných vzdialenostiach od slnka. V tomto poli sa pohybujú planéty aj ostatné telesá slnečnej sústavy. Ich pohyb sa riadi Newtnovými zákonmi a gravitačným zákonom.

Keplerove zákony platia pre každú sústavu telies pohybujúca sa v radiálnom gravitačnom pol ústredného telesa.(čiže platí to aj pre všetky planéty a telesá čo sa nachádzajú v okolí slnka).