Каков период обращения некоторого небесного тела вокруг Солнца, если его орбита имеет максимальное расстояние

Каков период обращения некоторого небесного тела вокруг Солнца, если его орбита имеет максимальное расстояние от Солнца, равное радиусу орбиты Урана, а минимальное расстояние совпадает с радиусом орбиты Марса? Учтите, что периоды обращения Марса и Урана вокруг Солнца составляют 1,88 года и 84 года соответственно, а орбиты планет считаются круговыми.
Магия_Звезд

Магия_Звезд

Для решения данной задачи, нам понадобится известный закон Кеплера, который гласит: квадрат периода обращения планеты вокруг Солнца пропорционален кубу большой полуоси орбиты.

По условию, известно, что период обращения Марса равен 1,88 года, а период обращения Урана равен 84 годам. Мы также узнали, что радиус орбиты Марса является минимальным, а радиус орбиты Урана - максимальным.

Пусть \(T\) - период обращения неизвестного небесного тела вокруг Солнца, \(r\) - радиус орбиты этого тела. Так как орбиты планет считаются круговыми, их эксцентриситет равен нулю.

Используя закон Кеплера, получим два уравнения для Марса и Урана:

\[
(Mars): T_{Mars}^2 = k \cdot r_{Mars}^3
\]
\[
(Uranus): T_{Uranus}^2 = k \cdot r_{Uranus}^3
\]

Где \(k\) - постоянная пропорциональности.

Мы знаем значения периода обращения для Марса и Урана, их радиусы орбит, а также то, что орбита Урана имеет максимальное расстояние от Солнца, равное радиусу орбиты Урана, а орбита Марса имеет минимальное расстояние от Солнца, совпадающее с радиусом орбиты Марса.

Данная информация позволяет нам решить систему уравнений для \(T\) и \(r\) Марса и Урана:

\[
(1,88)^2 = k \cdot r_{Mars}^3
\]
\[
(84)^2 = k \cdot r_{Uranus}^3
\]

Далее, найдем коэффициент пропорциональности \(k\) путем отношения уравнений:

\[
\frac{(1,88)^2}{(84)^2} = \frac{r_{Mars}^3}{r_{Uranus}^3}
\]

Упрощая данное уравнение, получим:

\[
\frac{(1,88)^2}{(84)^2} = \left(\frac{r_{Mars}}{r_{Uranus}}\right)^3
\]

Зная, что \(\frac{r_{Mars}}{r_{Uranus}} = \frac{1}{1}\) (так как орбиты Марса и Урана имеют одинаковый радиус), мы можем решить данное уравнение:

\[
\left(\frac{1}{1}\right)^3 = \frac{(1,88)^2}{(84)^2}
\]

\[
1 = \frac{(1,88)^2}{(84)^2}
\]

Подставив данное значение равное 1 в первое уравнение, получим:

\[
T^2 = 1 \cdot r_{Mars}^3
\]

\[
T = \sqrt{r_{Mars}^3}
\]

Таким образом, период обращения данного небесного тела вокруг Солнца равен квадратному корню из куба радиуса орбиты Марса.

Получим окончательный ответ:

\[
T = \sqrt{r_{Mars}^3}
\]
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello