Zadanie Zadanie 3.3.18: Względność ruchu planet

Punkty
3 pkt
Dział
Ruch krzywoliniowy · Prędkość w różnych układach odniesienia
Trudność
Poziom trudności: łatwe

Treść zadania

Ziemski obserwator śledzi położenie Marsa na tle odległych gwiazd. W ciągu roku jego prędkość kątowa względem Ziemi się zmienia; w niektórych okresach Mars pozornie przesuwa się wstecz i kreśli pętle. Tabela zawiera uproszczone wartości prędkości orbitalnych obu planet w układzie heliocentrycznym: $\begin{tabular}{|c|c|}$ $\hline$ Planeta & Prędkość orbitalna (km/s\text{km/s}) \\ $\hline$ Ziemia & 29,829{,}8 \\ $\hline$ Mars & 24,124{,}1 \\ $\hline$ $\end{tabular}$ a) Wyjaśnij, skąd bierze się tak złożony tor Marsa widziany z Ziemi. b) Wskaż układ odniesienia, w którym jego droga nie tworzy pętli, i opisz geometryczny kształt toru w tym układzie.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Ruch wsteczny i pętle wynikają z faktu, że Ziemia porusza się po swojej orbicie szybciej niż Mars (29,8 km/s29{,}8\,\text{km/s} do 24,1 km/s24{,}1\,\text{km/s}) i okresowo go wyprzedza. b) Należy przyjąć układ heliocentryczny (związany ze Słońcem). W tym układzie tor Marsa jest płynną, eliptyczną orbitą (zbliżoną do okręgu) i nie tworzy pętli. a: Ruch wsteczny i pętle wynikają z faktu, że Ziemia porusza się po swojej orbicie szybciej niż Mars (29,8 km/s29{,}8\,\text{km/s} do 24,1 km/s24{,}1\,\text{km/s}) i okresowo go wyprzedza. b: Należy przyjąć układ heliocentryczny (związany ze Słońcem). W tym układzie tor Marsa jest płynną, eliptyczną orbitą (zbliżoną do okręgu) i nie tworzy pętli.