2023 تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى

أنت تبحث عن تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى ، سنشارك معك اليوم مقالة حول مدار – ويكيبيديا تم تجميعها وتحريرها بواسطة فريقنا من عدة مصادر على الإنترنت. آمل أن تكون هذه المقالة التي تتناول موضوع تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى مفيدة لك.

مدار – ويكيبيديا

المدار في الفيزياء هو مسار منحني لجسم ما حول نقطة أو جسم آخر تحت تأثير قوة الجاذبية. على سبيل المثال مدار كوكب حول نجم، مثل دوران كواكب المجموعة الشمسية حول الشمس.[1][2] مدارات الكواكب غالباً ما تكون دائرية أو إهليجية (في شكل القطع الناقص).

الفهم الحالي للحركة المدارية قائم على نظرية النسبية العامة للعالم ألبرت أينشتاين، والتي تنص على أن الجاذبية هي نتيجة لوجود انحناء في الزمكان، مع اتباع المدارات لقوانين علم الجيوديسيا. ولتسهيل الحسابات، تقرب باستخدام قانون الجذب العام لنيوتن وهو قائم على قوانين حركة الكواكب للعالم كبلر، وتنطبق في حالة حركة الأجسام عند سرعات أقل كثيرا عن سرعة الضوء في الفراغ.
[3] أما إذا كانت سرعة الأجسام أو الجسيمات قريبة من سرعة الضوء فلا بد من تطبيق معادلات النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، وإلا حصلنا على نتائج بعيدة عن الحقيقة.

مدار قمر صناعي[عدل]

تختلف ارتفاعات مدارات الأقمار الصناعية بحسب الغرض منها، ويوجد منها نوعان:

مدار منخفض[عدل]

معظم مدارات الأقمار الصناعية حول الأرض تكون غالبا قريبة من الأرض على ارتفاع نحو 500 كيلومتر. في هذا المدار يتم القمر الصناعي أو محطة الفضاء الدولية دورة كاملة كل نحو 90 دقيقة. تلك هي الأقمار الصناعية التي تستخدم في الاستشعار عن بعد والتصوير ومسح الأرض، ورصد حالة الطقس.

مدار متوسط[عدل]

معظم الأقمار الصناعية المتواجدة في هذا المدار تكون على ارتفاع يقارب 20000 كيلومتر. من بين تلك الأقمار التي ترسل إلى هذا الارتفاع الأقمار الصناعية المستخدمة في نظام التموضع العالمي GPS، حيث تقوم بدورة كاملة حول الأرض في 12 ساعة.

المدار الجغرافي الثابت[عدل]

هذا المدار يكون مدارا عاليا ويسمى المدار الجغرافي الثابت، يبلغ ارتفاعه نحو 35.8 ألف كيلومتر عن الأرض. ميزته أن القمر الصناعي الموجود فيه يظل ثابتا فوق الموقع الجغرافي الذي تحته على الأرض. فهو يتم دورته في هذا المدار خلال 24 ساعة، وهي نفس سرعة دوران الأرض حول محورها.

مدارات كوكبية[عدل]

توجد داخل مجموعة كوكبية كواكب، وأقزام كواكب، وكويكبات، ومذنبات، يدور كل منها في مدار (يسمى المدار أحيانا فلك). كما تدور نفايات الفضاء أيضا في مدارات. تدور تلك الأجرام حول الشمس، وبالتمام تدور حول ما يسمى مركز الثقل الذي يتحدد بالنسبة بين الجسم الكبير والجسم الصغير ويقع هذا المركز بينهما. شكل المدار يكون في العادة ليس مستديرا تماما وإنما يكون في شكل قطع ناقص. أما المذنبات فقد يكون شكل أفلاكها قطع زائد أو قطع مكافئ وهي تدور حول مركز الثقل بينها وبين الشمس، لأنها ليست مرتبطة ارتباطا جاذبيا مع الشمس، وتعتبر لا تنتمي إلى المجموعة الشمسية. اكتشفت لنجوم أخرى كواكب وربما يكون لها أيضا كويكبات ومذنبات. الأجسام التي ترتبط بالجاذبية بأحد الكواكب قد تكون توابع (أقمار) طبيعية أو أقمارا صناعية، وهي أيضا تدور حول مركز الثقل بينها وبين الكوكب.

مثال: لدينا في المجموعة الشمسية: تدور الأرض حول مركز الثقل بينها وبين الشمس (يقع مركز الثقل داخل الشمس بسبب الكبر العظيم لكتلة الشمس بالنسبة لكتلة الأرض). ويدور القمر في فلك حول مركز الثقل بينه وبين الأرض. وتدور الأقمار الصناعية ومحطة الفضاء الدولية حول الأرض، كما يوجد الكثير من المخلفات الفضائية التي يسببها النشاط الإنساني في الفضاء، وهي تدور في مدارات منخفضة حول الأرض.

قوانين نيوتن للحركة[عدل]

في الأحوال عندما تكون تأثيرات النظرية النسبية (في حالة السرعات الأقل بكثير من سرعة الضوء) يمكن إهمالها تعطي قوانين نيوتن وصفا دقيقا لحركة الأجسام. ويكون تسريع كل جسم مساويا لمجموع قوى الجاذبية عليه مقسومة على كتلته. وتكون قوة الجاذبية بين جسمين متناسبة تناسبا طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما، ومتناسبة عكسيا مع مربع لمسافة بينهما. فإذا كانت كتلة أحد الجسمين كبيرة جدا بالنسبة لكتلة الجسم الآخر، مثلما في حالة قمر صناعي مرتبط بالأرض أو حالة الأرض التي تدور حول الشمس، فيمكن حساب حول مركز الجسم الأكبر، ونقول عندئذ أن الجسم الأصغر يدور في مدار حول الجسم الأكبر. أما في حالة أن تكون كتلتي الجسمين متقاربتين، فيمكن أيضا حساب حركتهما بالنسبة لبعضهما البعض بقوانين نيوتن بدقة عن طريق اعتبار أن الجسمين يدوران حول مركز ثقلهما.

يرتبط حقل الجاذبية بطاقة. فيمكن لجسم بعيد عن جسم آخر أن يؤدي شغلا إذا كان منجذبا إليه تحت فعل الجاذبية، ولذلك يكون له طاقة وضع. ونظرا لأنه لا بد من أداء شغل لفصل جسمين عن بعضهما البعض ضد جاذبيتهما تزداد طاقة وضعهما كلما ابتعدا عن بعضهما البعض، وتقل طاقة وضعهما كلما اقتربا من بعضهما. وبالنسبة إلى كتلتين نقطيتين (كل منهما مركزة في نقطة) تزداد طاقة الجاذبية بطريقة لا نهاية عندما تصبح المسافة بينهما صفرا، وبالتالي يمكن اعتبار طاقة الوضع لهما مساوية للصفر عندما تكون المسافة بينهما مقاربة للصفر، وقد تكون سالبة (حيث أنها تقل عن الصفر) عندما تصغر المسافة بينهما إلى أقل من ذلك.

يكون شكل مدار جسم صغير حول جسم كبير في شكل مقطع مخروط. فيمكن أن يكون المدار مفتوحا (أي يبعد الجسم الصغير عن الجسم الكبير ولا يعود)، أو يمكن أن يكون المدار مغلقا (فيكون الجسم الصغير مرتبطا بالكبير) وهذا يعتمد على الطاقة الكلية للنظام (طاقة الحركة + طاقة الوضع). في حالة المدار المفتوح تكون السرعة في المدار عن أي نقطة مساوية على الأقل لسرعة الإفلات فتكون السرعة أقل من سرعة الفرار. ونظرا لكون طاقة الحركة باستمرار موجبة – طبقا للمصطلح عليه حيث تعتبر طاقة الوضع مساوية للصفر في مسافة لا نهائية بين الجسمين – فيكون للمدار المغلق طاقة كلية سالبة، ولفلك في شكل قطع مكافئ تكون الطاقة الكلية مساوية للصفر، وفي حالة القطع الزائد يكون لفلك الجسم طاقة كلية موجبة.

يكون المدار المفتوح في شكل القطع الزائد (عندما تكون السرعة أكبر من سرعة الإفلات)، أو في شكل القطع المكافئ (عندما تكون السرعة مساوية تماما لسرعة الإفلات). يقترب الجسمين من بعضهما البعض وينحني خط سيرهما حول بعضهما عند أقرب نقطة بينهما، ثم يبتعدان عن بعضهما إلى الأبد. وهذا ما يحدث لبعض المذنبات عندما يأتون من خارج المجموعة الشمسية.

يتخذ مدار مغلق شكل قطع ناقص. وفي الحالة الخاصة عندما تكون المسافة بين الجسمين متساوية فيكون المدار دائري، فإذا كان مدار الجسم الذي يدور حول الأرض في شكل قطع الناقص تسمى أقرب نقطة بينهما حضيض، تسمى أبعد نقطة على المدار بينهما أوج. والخط الواصل بين هاتين النقطتين هو المحور الأكبر للقطع الناقص.

تعيد أجسام ذات مدارات مغلقة دورتها حول بعضها خلال فترات زمنية ثابتة (مثل دورة الأرض حول الشمس خلال 25و365 يوم) وهذه الحركة يصفها القانون التجريبي لكيبلر والذي يمكن استنتاجه من قوانين نيوتن. ويمكن صياغة هذا القانون كالآتي:

القانون الأول لكيبلر:

«يكون مدار كوكب حول الشمس في شكل قطع ناقص بحيث تكون الشمس في أحد مركزي القطع الناقص». ويقع المدار على مستوى يسمى «المستوى المداري».

القانون الثاني لكيبلر”:

«وبينما يدور كوكب في مداره خلال دورة زمنية ثابتة، فيقطع الخط الواصل بينه وبين الشمس مساحات متساوية في المستوى المداري خلال فترة زمنية محددة، بصرف النظر عن موقعه في المدار». وهذا معناه أن الكوكب يتحرك بسرعة أكبر عن اقترابه من اٌقرب نقطة له مع الشمس، وتقل سرعته عند أبعد نقطة عنها. يصاغ هذا القانون أحيانا «مساحات متساوية خلال أزمنة متساوية».

القانون الثالث لكيبلر:

«بالنسبة إلى مدارات الكواكب، تكون نسبة مكعب نصف المحور الأكبر إلى مربع زمن الدورة مقدار ثابت».

حساب مدار منخفض[عدل]

عند اعتبار أن المدار دائري الشكل يمكن جعل القوة الوزنية مساوية للقوة المركزية الطاردة، ونحصل على سرعة دوران مثلا الأرض حول الشمس، وزمن الدورة.

قانون الجذب العام لنيوتن:

G=γmSatmZr2{\displaystyle G=\gamma \cdot \frac m_\mathrm Sat \cdot m_\mathrm Z r^2}

حيث:

G\displaystyle \!\,G

 = القوة الوزنية،

γ\displaystyle \!\;\gamma

 = ثابت الجاذبية،

mSat\displaystyle \!\,m_\mathrm Sat

 = كتلة التابع،

mZ\displaystyle \!\,m_\mathrm Z

 = كتلة الجسم المركزي،

r\displaystyle \!\,r

 = نصف قطر الجسم المركزي.

وتعطى القوة الوزنية لقمر صناعي يدور حول الأرض مع استخدام متوسط كثافة الأرض

ρ\displaystyle \!\,\rho

(بدلا من كتلتها) فنحصل على:

G=γmSatρr34π3r2=γmSatρr4π3{\displaystyle G=\gamma \cdot \frac m_\mathrm Sat \cdot \rho \cdot r^3\cdot \frac 4\pi 3r^2=\gamma \cdot m_\mathrm Sat \cdot \rho \cdot r\cdot \frac 4\pi 3}

وبمساواة هذه المعادلة بمعادلة القوة الوزنية

G=mSatg\displaystyle G=m_\mathrm Sat \cdot g

نحصل على التسارع المركزي

g\displaystyle \!\,g

(في حالة الأرض هو عجلة الجاذبية):

g=γρr4π3\displaystyle g=\gamma \cdot \rho \cdot r\cdot \frac 4\pi 3

ونفترض أن القوة الوزنية

G\displaystyle \!\,G

والقوة الطاردة المركزية

Z\displaystyle \!\,Z

عند السرعة في المدار

v\displaystyle \!\,v

متساويتان:

Z=mSatv2/r=!G=mSatγρr4π3=mSatg\displaystyle Z=m_\mathrm Sat v^2/r\stackrel !=G=m_\mathrm Sat \cdot \gamma \cdot \rho \cdot r\cdot \frac 4\pi 3\!\,=m_\mathrm Sat \cdot g

وبحل المعادلة للحصول على السرعة

v\displaystyle \!\,v

وإجراء الاختصارات لكتلة القمر الصناعي

mSat\displaystyle m_\mathrm Sat

:

v=rg=γρr24π3=rγρ4π3{\displaystyle v=\sqrt r\cdot g=\sqrt \gamma \cdot \rho \cdot r^2\cdot \frac 4\pi 3=r\cdot \sqrt \gamma \cdot \rho \cdot \frac 4\pi 3}

نحصل على زمن الدورة

t\displaystyle \!\,t

t=2πr/v\displaystyle t\!\,=2\pi r/v

أي أن زمن الدورة = المحيط  / السرعة:

t=2πr/(rγρ4π3)=2π/γρ4π3=π/γρπ3{\displaystyle t=2\pi r/\left(r\cdot \sqrt \gamma \cdot \rho \cdot \frac 4\pi 3\right)=2\pi /\sqrt \gamma \cdot \rho \cdot \frac 4\pi 3=\pi /\sqrt \gamma \cdot \rho \cdot \frac \pi 3}

t=3πγρ\displaystyle t=\sqrt \frac 3\pi \gamma \cdot \rho

وبصرف النظر عن الثوابت الطبيعية يعتمد زمن الدورة على كثافة الجسم المركزي، ولا يعتمد على نصف قطره.

القيــم في حالة الأرض:

ρErde=5515 kg/m3\displaystyle \rho _\textErde=5515\ \mathrm kg /\mathrm m ^3

tErde5060 s84 min1,4 h\displaystyle t_\textErde\approx 5060\ \mathrm s \approx 84\ \mathrm min \approx 1,4\ \mathrm h

vErde7911 m/s28.500 km/h\displaystyle v_\textErde\approx 7911\ \mathrm m /\mathrm s \approx 28.500\ \mathrm km /\mathrm h

يبلغ زمن الدورة 90 دقيقة بالنسبة لمدار منخفض حول الأرض، وهو ينطبق على معظم المركبات الفضائية المأهولة التي تدور حول الأرض.

بغرض المقارنة، فلنعتبر القمر فوبوس:

ρPhobos=1887 kg/m3\displaystyle \rho _\textPhobos\!\,=1887\ \mathrm kg /\mathrm m ^3

tPhobos8651 s144 min2,4 h\displaystyle t_\textPhobos\approx 8651\ s\approx 144\ \mathrm min \approx 2,4\ \mathrm h

vPhobos9,1 m/s33 km/h\displaystyle v_\textPhobos\approx 9,1\ \mathrm m /\mathrm s \approx 33\ \mathrm km /\mathrm h

ورغم أن قطر فوبوس يبلغ 25 كيلومتر فقط، يكون زمن الدورة حوله في مدار منخفض مساويا تقريبا لزمن الدورة على الأرض (وزمن دورته في الحقيقة أكبر). ولكن السرعة في هذا المدار تكون 33 كيلومتر / الساعة. أي أن رائد الفضاء الذي يكون على القمر فوبوس يستطيع قذف كرة تنس بيده إلى مدار فوق فوبوس.

مصادر[عدل]

  1. ^ The Space Place :: What’s a Barycenter نسخة محفوظة 07 مايو 2011 على موقع واي باك مشين.
  2. ^ orbit (astronomy) – Britannica Online Encyclopedia نسخة محفوظة 05 مايو 2015 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ Kuhn, The Copernican Revolution, pp. 238, 246–252

اقرأ أيضا[عدل]

  • قوة الجذب
  • المدار الجغرافى الثابت
  • جاذبية
  • مدار إلكتروني
  • مدار إهليجي
  • ع
  • ن
  • ت
مدارات (علم الفلك)
مدارات
مدار شمسي المركز، مدار متزامن مع الشمس، مدار مشترك، مدار أرضي منخفض، مدار أرضي مرتفع، مدار أرضي متوسط، مدار أرضي جغرافي متزامن، مدار أرضي، مدار، المدار الجغرافي الثابت، مدار إهليجي، مدار قطبي، مدار دائري، مستوى مداري،
مدار كبلر، مدار صندوقي، مسار مكافئ- مدار مماسي-مسافة تقاطع المدار الدنيا-مدار الوقوف
العناصر المدارية

إطار مرجعي قصوري، إطار مرجعي غاليلي، انحراف مداري، تدهور مداري، زاوية العقدة المدارية، زاوية ميلان، زاوية وسط الشذوذ، سرعة الإفلات، سرعة مدارية، نصف المحور الرئيسي، نظام إحداثي سماوي،-(إحداثيات مسار الشمس)- فترة الدوران، حركة تراجعية، حركة تزامنية، أوج، الحضيض، حلقة كوكبية، أنالمة، دوران الأرض، رنين مداري، عقدة مدارية، مسار الشمس، شذوذ حقيقي، حركة متوسطة، طول حقيقي، متوسط خط الطول، شذوذ لا تمركزي، الفترة المدارية-نافذة الاطلاق -متجهة الشذوذ-مسار أرضي

ظواهر فلكية ذات صلة
احتجاب-وتر فلكي-خسوف القمر-الكسوف-عبور فلكي-عبور كوكب-عبور الزهرة-تأثير الدمعة السوداء-عبور عطارد-الاقتران-تأثير يورب
  • أيقونة بوابةبوابة نجوم
  • أيقونة بوابةبوابة المجموعة الشمسية
  • أيقونة بوابةبوابة علوم
  • أيقونة بوابةبوابة رياضيات
  • أيقونة بوابةبوابة الفيزياء
  • أيقونة بوابةبوابة الفضاء
  • أيقونة بوابةبوابة علم الفلك
  • أيقونة بوابةبوابة رحلات فضائية
مشاريع شقيقة في كومنز صور وملفات عن: مدار
ضبط استنادي: مكتبات وطنية
  • لاتفيا
  • ألمانيا
  • إسرائيل
  • الولايات المتحدة

مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=مدار&oldid=60104480»

فيديو حول تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى

سبب دوران الكواكب حول الشمس في مدارات ثابتة | الفضاء | بإيجاز | وثائقيات عالمية

يدور حول الشمس تسعة كواكب في مدارات ثابتة واضحة المسار، وهذا يستدعي البحث في الأمر ولماذا تدور الكواكب حول الشمس في مدارات ثابتة وكانت الإجابة في محورين وهما الجاذبية وقوة الطرد المركزي، لنتخيل للحظة ما الذي يجعل الكواكب تدور حول الشمس بسبب الجاذبية و في نفس الوقت لا يسمح بسقوط الكواكب داخل الشمس ؟
ما هي القوة الخفية التي تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها حول الشمس؟
ما زال الفضاء يكشف لنا عن أسرار تثبت قدرة الخالق سبحانه في هذا الكون المليء بالقوانين الفيزيائية المحكمة وثبات الكواكب في مدارات ثابتة حول الشمس، هو إحداها

سؤال حول تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى

إذا كانت لديك أي أسئلة حول تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى ، فيرجى إخبارنا ، وستساعدنا جميع أسئلتك أو اقتراحاتك في تحسين المقالات التالية!

تم تجميع المقالة تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى من قبل أنا وفريقي من عدة مصادر. إذا وجدت المقالة تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى مفيدة لك ، فالرجاء دعم الفريق أعجبني أو شارك!

قيم المقالات مدار – ويكيبيديا

التقييم: 4-5 نجوم
التقييمات: 3 6 1 5
المشاهدات: 6 8 0 8 3 5 0 5

بحث عن الكلمات الرئيسية تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى

[الكلمة الرئيسية]
طريقة تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى
برنامج تعليمي تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى
تبقي الكواكب ثابتة في مداراتها بسبب قوى مجاني

المصدر: ar.wikipedia.org

Read  2023 عندما تلقي الأرض بظلها على القمر تحدث ظاهرة خسوف القمر

Related Posts

2023 صحيفة التيار السودانية الصادرة اليوم

صحيفة التيار السودانية الصادرة اليوم هي صحيفة يومية سودانية مؤسسة في عام 2009. يقدم الصحيفة الأخبار الوطنية والدولية والمنوعة من الموضوعات الأخرى، بالإضافة إلى الحوارات السياسية والثقافية…

2023 شعار كلية الملك عبدالله للدفاع الجوي

“العزيز على الطيارة” https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%84%D9%81:Saudi_King_Abdullah_Air_Defense_College.png#شعار كلية الملك عبدالله للدفاع الجوي ملف ملف التاريخ استخدام الملف الاستخدام العام للملف البيانات الوصفية لا توجد دقة أعلى متوفرة. Saudi_King_Abdullah_Air_Defense_College.png ‏(503 ×…

2023 الحلف بغير الله تعالى من أنواع الشرك

الشرك بغير الله يشمل الشرك بالأشخاص، والشرك بالأشياء، والشرك بالأعباء، والشرك بالأصنام، والشرك بالأشباح، والشرك بالأحكام الإجتماعية، والشرك بالأحكام الإدارية، والشرك بالأحكام القانونية، والشرك بالأحكام الدينية. حمد…

2023 Khwaja Zarif Baba Syed Zarif Chishti

Khwaja Zarif Baba Syed Zarif Chishti was a Sufi saint who lived in the late 19th century in the town of Chisht, in the Indian state of…

2023 اعراض الجن العاشق للمتزوجة اسلام ويب

جن العاشق يشير إلى شخص يشعر بحب شخص آخر بشدة، ويحاول فعل كل ما يمكنه لإثبات ذلك. يمكن للجن العاشق أن يظهر علامات الحب مثل الحناء أو…

2023 الشيخ ثنيان بن فهد الثنيان ويكيبيديا

ثنيان بن فهد الثنيان هو عالم دين وشيخ الإسلام في منطقة الشام، ويعتبر من أهم العلماء الإسلاميين في العصر الحديث. ولد في مدينة حمص الشام في عام…