Othmar Marti, (othmar.marti@uni-ulm.de)
Date: 24. 11. 2008
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, , und
(Die Gravitationswirkung des Mondes kann bei der Lösung dieser Aufgabe unberücksichtigt bleiben. Die angegebene Startgeschwindigkeit reicht aus, um eine Kreisbahn in Höhe einzunehmen.)
Die Umlaufzeit der Erde und der Erdbahnradius werden als bekannt vorausgesetzt.
aus dem Erdbahnradius und der Umlaufdauer der Erde um die Sonne bestimmen?
Kleinster Abstand Sonne - Mars:
, , ,
Wie gross ist die Gravitationskraft zwischen dem als Massenpunkt angesehen Isaac Newton ( ) und einem in über Newton hängenden kugelförmigen Apfel der Masse ( ).
(4 Minuten)
Gegeben sind und
(6 Minuten)
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Aus dem Bild folgt:
( ist die Massenzunahme des Strahles)
Energiesatz: | Drehimpulssatz: |
Energiesatz: | Drehimpulssatz: |
( ):
Zuerst berechnen wir die grosse Halbachse der relativen Ellipse
Wir gehen zu Relativkoordinaten. Wenn die Ortskoordinate des ersten Sterns, die Ortskoordinate des zweiten Sterns, der Einheitsvektor entlang der Verbindungslinie beider Sterne und der Abstand der beiden Sterne ist, dann sind die Bewegungsgleichungen der beiden Sterne
Wir teilen diese Gleichungen durch beziehungsweise
Für die Relativkoordinate (wobei der Abstand der beiden Sterne ist) erhalten wir aus der Differenz der obigen Gleichungen
In der ursprünglichen Form mit ist . Die Bewegungsgleichung lautete
oder
In diesem Falle lautete das 3. Keplersche Gesetz
Durch den Vergleich der Bewegungsgleichung für mit der Bewegungsgleichung in Relativkoordinaten erhalten wir für das dritte Keplersche Gesetz
Also ist