Hvordan betyder tyngdekraften planeter for at omgå stjerner?

I den daglige verden er tyngdekraften den kraft, der gør objekter falde nedad. I astronomi er tyngdekraft også den kraft, der får planeter til at bevæge sig i nær-cirkulære baner omkring stjerner. Ved første øjekast er det ikke indlysende, hvordan den samme kraft kan give anledning til sådanne tilsyneladende forskellige adfærd. For at se hvorfor dette er, er det nødvendigt at forstå, hvordan en ekstern kraft påvirker et bevægeligt objekt.

Gravity Force

Gravity er en kraft, der virker mellem to ting. Hvis en genstand er betydeligt mere massiv end den anden, vil tyngdekraften trække den mindre massive genstand mod den mere massive. En planet, for eksempel, vil opleve en kraft, der trækker den mod en stjerne. I det hypotetiske tilfælde, hvor de to objekter i starten er stationære i forhold til hinanden, begynder planeten at bevæge sig i retning af stjernen. Med andre ord vil det falde i retning af stjernen, sådan som hverdagens oplevelse af tyngdekraften vil tyde på.

Effekten af ​​vinkelret bevægelse

Nøglen til at forstå orbital bevægelse er at indse, at en planet aldrig er stationær i forhold til sin stjerne, men bevæger sig ved høj hastighed. For eksempel rejser Jorden rundt 108.000 kilometer i timen (67.000 miles i timen) i sin kreds omkring solen. Retningen for denne bevægelse er i det væsentlige vinkelret på tyngdekraften, som virker langs en linje fra planeten til solen. Mens tyngdekraften trækker planeten mod stjernen, bærer den store vinkelret hastighed det sidelæns rundt om stjernen. Resultatet er en kredsløb.

Centripetal Force

I fysik kan enhver form for cirkulær bevægelse beskrives med hensyn til centripetal kraft - en kraft, der virker mod midten. I tilfælde af en bane er denne kraft tilvejebragt af tyngdekraften. Et mere velkendt eksempel er en genstand hvirvet rundt på enden af ​​et stykke snor. I dette tilfælde kommer centripetalkraften fra selve strengen. Objektet trækkes mod midten, men dets vinkelrette hastighed holder den i bevægelse i en cirkel. Med hensyn til grundfysikken er situationen ikke anderledes end en planet, der kredser om en stjerne.

Cirkulære og ikke-cirkulære kredsløb

De fleste planeter bevæger sig omkring cirkulære kredsløb som følge af måde planetariske systemer er dannet. Det væsentlige ved et cirkulært kredsløb er, at bevægelsesretningen altid er vinkelret på linjen, der går sammen med planeten til den centrale stjerne. Dette behøver dog ikke være tilfældet. Kometer, for eksempel, bevæger sig ofte på ikke-cirkulære kredsløb, som er meget langstrakte. Sådanne baner kan stadig forklares af tyngdekraft, selv om teorien er mere kompliceret end for cirkulære baner.