Òrbita el·líptica
S'anomena òrbita el·líptica a la d'un astre que gira entorn d'un altre descrivint una el·lipse.[1] L'astre central se situa en un dels focus de l'el·lipse. A aquest tipus pertanyen les òrbites dels planetes del sistema solar. En astrodinàmica o mecànica celeste i geometria una òrbita el·líptica té una excentricitat més gran que zero i menor que u (si té excentricitat zero és una òrbita circular, amb excentricitat u és una òrbita parabòlica i amb una excentricitat major que u, és una òrbita hiperbòlica). L'energia específica d'una òrbita el·líptica és negativa.[2]
Exemples d'òrbites el·líptiques inclouen l'òrbita de transferència Hohmann (executada quan un satèl·lit canvia la cota de gir orbital), l'òrbita Molniya i l'òrbita tundra.
Punts notables d'una trajectòria el·líptica
modificaEls punts notables són aquells que es descriuen com a únics i característics de la trajectòria, d'aquesta forma es té:
Velocitat
modificaSota les suposicions estàndard en astrodinàmica la velocitat orbital ( ) d'un cos que descriu una òrbita sobre una òrbita el·líptica es pot calcular com:
On:
- és un paràmetre gravitacional estàndard,
- és la distància radial des del cos orbitante al cos central,
- és la longitud del semi-eix major de l'el·lipse.
Conclusions:
- La velocitat no depèn de l'excentricitat però no obstant això es pot determinar per la longitud del semi-eix major ( ),
- L'equació de la velocitat és molt similar a l'obtinguda en les trajectòries hiperbòliques amb la diferència que l'expressió per és positiva.
Període orbital
modificaSota les suposicions estàndard en astrodinàmica el període orbital ( ) d'un cos que viatja sobre una trajectòria el·líptica pot ser calculat mitjançant la següent fórmula:
On:
- és un paràmetre gravitacional estàndard,
- és la longitud del semi-eix major de l'el·lipse.
Conclusions:
- El període orbital és igual que el d'un cos que viatja en una òrbita circular amb radi igual al semieix major de l'el·lipse ( ),
- El període orbital no depèn de l'excentricitat (Vegeu també: tercera llei de Kepler)
Energia
modificaSota les suposicions estàndards en astrodinàmica, l'energia específica orbital ( ) d'un cos que es mou en una òrbita el·líptica és negativa i l'equació de conservació d'energia orbital per a aquesta òrbita pren la forma de:
On:
- és la velocitat orbital del cos que orbita,
- és la distància radial entre el cos orbitante i el cos central,
- és la longitud del semi-eix major de l'el·lipse.
- és un paràmetre gravitacional estàndard,
Conclusions:
- L'energia específica orbital per a un moviment el·líptic és independent de l'excentricitat i està determinat només pel semi-eix major de l'el·lipse.
Usant el teorema de virial resulta que:
- El temps mitjà de l'energia potencial específica és igual a 2ε
- El temps mitjà de r-1 és a-1
- El temps mitjà de l'energia cinètica específica és igual a-ε
Referències
modifica- ↑ Òrbita el . líptica a researchgate
- ↑ Tipos de órbitas al bloc de Juan de la Cuerva
Vegeu també
modificaBibliografia
modifica- D'Eliseo, MM «The first-order orbital equation». American Journal of Physics, 75, 4, 2007, pàg. 352–355. Bibcode: 2007AmJPh..75..352D. DOI: 10.1119/1.2432126.
- D'Eliseo, MM; Mironov, Sergey V. «The gravitational ellipse». Journal of Mathematical Physics, 50, 2009, pàg. 022901–022901. arXiv: 0802.2435. Bibcode: 2009JMP....50a2901M. DOI: 10.1063/1.3078419.
- Curtis, Howard. Orbital Mechanics for Engineering Students. Butterworth-Heinemann, 2009. ISBN 978-0123747785.
Enllaços externs
modifica- JAVA applet que calcula òrbites de stèl·lits Arxivat 2011-07-19 a Wayback Machine.
- Apogeu- Perigeu Comparació fotogràfica de la Lluna.