Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
A. MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Như chúng ta đã biết, Thiên văn học là khoa học nghiên cứu các thiên thể - những
vật thể tồn tại trong bầu trời – như các sao, Mặt Trời, các hành tinh, các sao chổi, các
thiên hà v.v…Bên cạnh đó thiên văn luôn đi kèm với sự tính toán hết sức phức tạp. Mà
điển hình là một số bài tập đòi hỏi mang tính trừu tượng và tư duy không gian cao. Vì
vậy nên em chọn đề tài: “ Phương pháp giải các bài tập thiên văn cơ bản”. Nhằm giúp
các bạn dễ dạng nhận biết và giải bài tập một cách dễ dàng hơn.
II. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Trong Thiên Văn học bài tập tương đối nhiều trải dài từ chương I đến chương XIV.
Nhưng ở đây ta chỉ giới hạn một số phương pháp giải bài tập của một số chương cơ
bản.
III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Ở đây ta đi nghiên cứu về các phương pháp giải bài tập trong thiên văn học kết hợp
với tóm tắt nội dung ứng với từng chương.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Thu thập thông tin, tài liệu từ các nguồn: Internet, tài liệu khác.
- Phân tích và tổng hợp tài liệu.
- Dựa trên cơ sở các lý thuyết sẵn có.
- Đưa ra các hình ảnh và các bài tập vận dụng.
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: QUY LUẬT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC THIÊN THỂ
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC
+ Các định luật Kepler:
Định luật 1:
r=
Qũy đạo elip:
p
b2
= (1 − e 2 ) a
với p =
1 + e cos ϕ
a
rmax = a (1 + e) ;
rmin = a(1 − e)
Định luật 2: Tốc độ diện tích không đổi
dϕ
= C (hằng số) cũng là định luật bảo toàn momen động lượng
dt
ur
r r uuuuur
1 r r
π ab
L = m r ∧ v = const ⇒ r ∧ v =
2
T
r2
Định luật 3: Định luật về chu kỳ
Đối với hệ 1 vệ tinh:
T 2 ( M + m) 4π 2
=
a3
G
T12 ( M + m1 ) a13
M + m1 a13T22
=
=
Đối với hệ 2 vệ tinh : 2
hay
T2 (m1 + m2 ) a23
m1 + m2 a23T12
M a13T22
=
Do M >> m1, m1 >> m2 có thể viết:
m1 a23T12
+ Phương trình năng lượng
Đối với quỹ đạo elip:
2 1
v 2 = G ( M + m) − ÷
r a
Đối với quỹ đạo tròn (r=a): v 2 =
G ( M + m)
r
2G ( M + m)
r
Đối với quỹ đạo parabol:
v2 =
Đối với quỹ đạo hypebol:
2 1
v 2 = G ( M + m) − ÷
r a
+ Vận tốc ở cận nhật và cân viễn:
vc =
2π a 1 + e
T
1− e
vv =
2π a 1 − e
T
1+ e
+ Các vận tốc vũ trụ
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 2
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
Vận tốc vũ trụ cấp I:là vận tốc để vật chuyển động theo quỹ đạo tròn sát thiên
thể:
vI = vT =
G ( M + m)
GM
≈
r
r
Vệ tinh có thể chuyển động tròn quanh Trái Đất ( h << R) nếu vận tốc của nó:
vI = vT =
GM D
= 7, 91(km / s)
RD
Vận tốc vũ trụ cấp II:là vận tốc Parabol, giúp vật thoát khỏi thiên thể:
v 2P =
2G ( M + m)
= 2vT2 ⇒ vP = vT 2
r
Đối với Trái Đất: vII = 11, 2km / s
Vận tốc vũ trụ cấp III: là vận tốc để thoát ly khỏi hệ Mặt Trời vận tốc nằm
trong khoảng 16,6 km/s ≤ v ≤ 72,8 km/s.
Đối với Trái Đất vIII = 16, 6km / s
II. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
II.1. Tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm và cận điểm
+ Đối với bài toán cho chu kì quay
Áp dụng định luật III Kepler:
T 2 ( M + m) 4π 2
4π 2 a 3
=
GM
=
a3
G
T2
Áp dụng công thức tính vận tốc ở cận và viễn điểm:
vc2 =
GM 1 + e
2π a 1 + e
÷⇒ vc =
a 1− e
T
1− e
vv2 =
GM 1 − e
2π a 1 − e
÷⇒ vv =
a 1+ e
T
1+ e
+ Đối với bài toán không có chu kì quay
Ta tính độ cao h vệ tinh ở cận và viễn điểm
p
p
=
1 + e cos ϕ 1 + e
p
p
rv = a (1 + e) =
=
1 + e cos ϕ 1 − e
rc = a (1 − e) =
Áp dụng phương trình năng lượng để tinh suy ra vận tốc tùy thuộc vào dạng quỹ
đạo bay của vệ tinh.
II.2. Tính khối lượng của 1 vệ tinh:
Đây là bài toán nếu không cẩn thận sẽ dễ nhầm lẫn trong việc tính toán khối lượng
của các vệ tinh.
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 3
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
+ Đối với bài toán chỉ có 1 vệ tinh ( tức vệ tinh này quay xung quanh vệ tinh kia) ta áp
dụng công thức:
T 2 ( M + m) 4π 2
=
a3
G
+ Đối với bài toán có 2 vệ tinh ( tức vệ tinh này quay xung quanh vệ tinh kia, còn vệ
tinh kia lại quay quanh vệ tinh khác) ta sẽ áp dụng công thức III Kepler:
T12 ( M + m1 ) a13
=
T22 (m1 + m2 ) a23
II.3. Tính độ giảm vận tốc của vệ tinh:
+ Ta tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm khi vận tốc chưa giảm bằng công thức:
vv = R(1 − e)
g0
p
+ Ta tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm khi vận tốc đã giảm bằng công thức:
2
2(1 − e) 1
vv' = g 0 R 2
− '
a
p
trong đó a’ là bán trục lớn của elip lúc giảm vận tốc
'
+ Áp dụng công thức tính độ giảm: ∆v = vv − vv
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 4
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
CHƯƠNG II: THỜI GIAN – LỊCH
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC
I.1. Những vị trí chính của Mặt Trời trên Hoàng đạo
Vị trí
Mặt Trời
Ngày
δ
α
So sánh độ dài ngày
đêm
γ (xuân phân)
21 – 3
00
0h
Ngày = đêm
H (hạ chí)
22 – 6
23027’
6h
Ngày dài nhất
Ω (thu phân)
23 – 9
00
12h
Ngày = đêm
H’ (đông chí)
22 - 12
-23027’
18h
Đêm ngắn nhất
I.2. Các đới khí hậu
+ Nhiệt đới: Vùng giới hạn bởi hai vĩ tuyến có độ
vĩ - ε và +ε
+ Ôn đới: Vùng giới hạn bởi hai vĩ tuyến có độ vĩ ε
và 900 - ε
+ Hàn đới: Vùng bao quanh địa cực từ vĩ độ 900 - ε
900
I.3. Thời gian
+ Thang thời gian Mặt Trời thực:
T0 = t0 + 12h
Khi Mặt Trời qua kinh tuyến trên (giữa trưa) thì giờ Mặt Trời thực là :
T0 = 0 + 12h = 12h
Khi Mặt Trời qua kinh tuyến dưới (nửa đêm) thì
T0 = 12h + 12h = 24h
+ Hiệu giờ địa phương của hai nơi bằng hiệu độ kinh của hai nơi đó T1 – T2 = λ1 - λ2
+ Mỗi năm dương lịch có 365,2422 ngày Mặt trời và có 366,2422 ngày sao. 365,2422
ngày Mặt Trời = 366,2422 ngày sao.
1 ngày Mặt Trời =
366, 2442
ngày sao ngày Mặt Trời dài hơn ngày sao 3’56”≈ 4’
365, 2422
+ Phương trình thời gian : η = Tm – T0 hay Tm = η + T0
+ Giờ múi – giờ quốc tế: TM = T0 + M
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 5
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
II. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
II.1. Tính độ cao và độ phương của Mặt Trời tại một điểm vào các ngày xuân
phân, hạ chí, thu phân và đông chí.
Xác định điểm XP, HC, TP và ĐC
+ Ta xác định góc ϕ nơi quan sát
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
A. MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Như chúng ta đã biết, Thiên văn học là khoa học nghiên cứu các thiên thể - những
vật thể tồn tại trong bầu trời – như các sao, Mặt Trời, các hành tinh, các sao chổi, các
thiên hà v.v…Bên cạnh đó thiên văn luôn đi kèm với sự tính toán hết sức phức tạp. Mà
điển hình là một số bài tập đòi hỏi mang tính trừu tượng và tư duy không gian cao. Vì
vậy nên em chọn đề tài: “ Phương pháp giải các bài tập thiên văn cơ bản”. Nhằm giúp
các bạn dễ dạng nhận biết và giải bài tập một cách dễ dàng hơn.
II. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Trong Thiên Văn học bài tập tương đối nhiều trải dài từ chương I đến chương XIV.
Nhưng ở đây ta chỉ giới hạn một số phương pháp giải bài tập của một số chương cơ
bản.
III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Ở đây ta đi nghiên cứu về các phương pháp giải bài tập trong thiên văn học kết hợp
với tóm tắt nội dung ứng với từng chương.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Thu thập thông tin, tài liệu từ các nguồn: Internet, tài liệu khác.
- Phân tích và tổng hợp tài liệu.
- Dựa trên cơ sở các lý thuyết sẵn có.
- Đưa ra các hình ảnh và các bài tập vận dụng.
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: QUY LUẬT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC THIÊN THỂ
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC
+ Các định luật Kepler:
Định luật 1:
r=
Qũy đạo elip:
p
b2
= (1 − e 2 ) a
với p =
1 + e cos ϕ
a
rmax = a (1 + e) ;
rmin = a(1 − e)
Định luật 2: Tốc độ diện tích không đổi
dϕ
= C (hằng số) cũng là định luật bảo toàn momen động lượng
dt
ur
r r uuuuur
1 r r
π ab
L = m r ∧ v = const ⇒ r ∧ v =
2
T
r2
Định luật 3: Định luật về chu kỳ
Đối với hệ 1 vệ tinh:
T 2 ( M + m) 4π 2
=
a3
G
T12 ( M + m1 ) a13
M + m1 a13T22
=
=
Đối với hệ 2 vệ tinh : 2
hay
T2 (m1 + m2 ) a23
m1 + m2 a23T12
M a13T22
=
Do M >> m1, m1 >> m2 có thể viết:
m1 a23T12
+ Phương trình năng lượng
Đối với quỹ đạo elip:
2 1
v 2 = G ( M + m) − ÷
r a
Đối với quỹ đạo tròn (r=a): v 2 =
G ( M + m)
r
2G ( M + m)
r
Đối với quỹ đạo parabol:
v2 =
Đối với quỹ đạo hypebol:
2 1
v 2 = G ( M + m) − ÷
r a
+ Vận tốc ở cận nhật và cân viễn:
vc =
2π a 1 + e
T
1− e
vv =
2π a 1 − e
T
1+ e
+ Các vận tốc vũ trụ
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 2
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
Vận tốc vũ trụ cấp I:là vận tốc để vật chuyển động theo quỹ đạo tròn sát thiên
thể:
vI = vT =
G ( M + m)
GM
≈
r
r
Vệ tinh có thể chuyển động tròn quanh Trái Đất ( h << R) nếu vận tốc của nó:
vI = vT =
GM D
= 7, 91(km / s)
RD
Vận tốc vũ trụ cấp II:là vận tốc Parabol, giúp vật thoát khỏi thiên thể:
v 2P =
2G ( M + m)
= 2vT2 ⇒ vP = vT 2
r
Đối với Trái Đất: vII = 11, 2km / s
Vận tốc vũ trụ cấp III: là vận tốc để thoát ly khỏi hệ Mặt Trời vận tốc nằm
trong khoảng 16,6 km/s ≤ v ≤ 72,8 km/s.
Đối với Trái Đất vIII = 16, 6km / s
II. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
II.1. Tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm và cận điểm
+ Đối với bài toán cho chu kì quay
Áp dụng định luật III Kepler:
T 2 ( M + m) 4π 2
4π 2 a 3
=
GM
=
a3
G
T2
Áp dụng công thức tính vận tốc ở cận và viễn điểm:
vc2 =
GM 1 + e
2π a 1 + e
÷⇒ vc =
a 1− e
T
1− e
vv2 =
GM 1 − e
2π a 1 − e
÷⇒ vv =
a 1+ e
T
1+ e
+ Đối với bài toán không có chu kì quay
Ta tính độ cao h vệ tinh ở cận và viễn điểm
p
p
=
1 + e cos ϕ 1 + e
p
p
rv = a (1 + e) =
=
1 + e cos ϕ 1 − e
rc = a (1 − e) =
Áp dụng phương trình năng lượng để tinh suy ra vận tốc tùy thuộc vào dạng quỹ
đạo bay của vệ tinh.
II.2. Tính khối lượng của 1 vệ tinh:
Đây là bài toán nếu không cẩn thận sẽ dễ nhầm lẫn trong việc tính toán khối lượng
của các vệ tinh.
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 3
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
+ Đối với bài toán chỉ có 1 vệ tinh ( tức vệ tinh này quay xung quanh vệ tinh kia) ta áp
dụng công thức:
T 2 ( M + m) 4π 2
=
a3
G
+ Đối với bài toán có 2 vệ tinh ( tức vệ tinh này quay xung quanh vệ tinh kia, còn vệ
tinh kia lại quay quanh vệ tinh khác) ta sẽ áp dụng công thức III Kepler:
T12 ( M + m1 ) a13
=
T22 (m1 + m2 ) a23
II.3. Tính độ giảm vận tốc của vệ tinh:
+ Ta tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm khi vận tốc chưa giảm bằng công thức:
vv = R(1 − e)
g0
p
+ Ta tính vận tốc của vệ tinh ở viễn điểm khi vận tốc đã giảm bằng công thức:
2
2(1 − e) 1
vv' = g 0 R 2
− '
a
p
trong đó a’ là bán trục lớn của elip lúc giảm vận tốc
'
+ Áp dụng công thức tính độ giảm: ∆v = vv − vv
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 4
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
CHƯƠNG II: THỜI GIAN – LỊCH
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC
I.1. Những vị trí chính của Mặt Trời trên Hoàng đạo
Vị trí
Mặt Trời
Ngày
δ
α
So sánh độ dài ngày
đêm
γ (xuân phân)
21 – 3
00
0h
Ngày = đêm
H (hạ chí)
22 – 6
23027’
6h
Ngày dài nhất
Ω (thu phân)
23 – 9
00
12h
Ngày = đêm
H’ (đông chí)
22 - 12
-23027’
18h
Đêm ngắn nhất
I.2. Các đới khí hậu
+ Nhiệt đới: Vùng giới hạn bởi hai vĩ tuyến có độ
vĩ - ε và +ε
+ Ôn đới: Vùng giới hạn bởi hai vĩ tuyến có độ vĩ ε
và 900 - ε
+ Hàn đới: Vùng bao quanh địa cực từ vĩ độ 900 - ε
900
I.3. Thời gian
+ Thang thời gian Mặt Trời thực:
T0 = t0 + 12h
Khi Mặt Trời qua kinh tuyến trên (giữa trưa) thì giờ Mặt Trời thực là :
T0 = 0 + 12h = 12h
Khi Mặt Trời qua kinh tuyến dưới (nửa đêm) thì
T0 = 12h + 12h = 24h
+ Hiệu giờ địa phương của hai nơi bằng hiệu độ kinh của hai nơi đó T1 – T2 = λ1 - λ2
+ Mỗi năm dương lịch có 365,2422 ngày Mặt trời và có 366,2422 ngày sao. 365,2422
ngày Mặt Trời = 366,2422 ngày sao.
1 ngày Mặt Trời =
366, 2442
ngày sao ngày Mặt Trời dài hơn ngày sao 3’56”≈ 4’
365, 2422
+ Phương trình thời gian : η = Tm – T0 hay Tm = η + T0
+ Giờ múi – giờ quốc tế: TM = T0 + M
SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Trang 5
Thiên Văn Học
GV:ThS. Nguyễn Duy Linh
II. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
II.1. Tính độ cao và độ phương của Mặt Trời tại một điểm vào các ngày xuân
phân, hạ chí, thu phân và đông chí.
Xác định điểm XP, HC, TP và ĐC
+ Ta xác định góc ϕ nơi quan sát
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: bài tập Thiên văn học