Kroženje in nekrožno gibanje

Planet (zelen) kroži okoli zvezde (oranžna), kot prikazujeta obe animaciji. Prva animacija opisuje Enakomerno kroženje planeta, druga pa Nekrožno gibanje planeta (lega je podana v 103 km, čas pa v letih). V tej predstavitvi bomo primerjali obe vrsti gibanja. Osredotočili se bomo predvsem na hitrost in pospešek planeta v vsaki od animacij.

Poženi animacijo Enakomerno kroženje planeta in opazuj njegovo gibanje. Kako bi opisal gibanje planeta (upoštevaj njegovo hitrost in pospešek)? Hitrost planeta je gotovo konstantna, saj je gibanje planeta enakomerno. če uporabljamo naše običajne xy koordinate, se hitrost zagotovo spreminja s časom. Spomni se, da se izraz hitrost nanaša tako na velikost kot tudi na smer. če za opis gibanja planeta uporabljamo radialno in tangentno smer, lahko hitrost opišemo kot tangentno, pospešek pa je usmerjen vzdolž radija (nasprotno od radialne smeri). Klikni tu za prikaz vektorja hitrosti (moder). Klikni tu za prikaz vektorja pospeška (rdeč). Opaziš lahko, da vektor pospeška kaže proti srednji zvezdi.

Poženi animacijo Nekrožno gibanje planeta in opazuj njegovo gibanje. Kako bi opisal gibanje? Kako bi sedaj opisal gibanje planeta (upoštevaj njegovo hitrost in pospešek)? Hitrost planeta gotovo ni več konstantna, saj gibanje planeta ni enakomerno. če ponovno uporabimo naše običajne xy koordinate, se hitrost zagotovo spreminja s časom. Sedaj se spreminjata tako smer kot velikost.  če uporabljamo radialno in tangentno smer glede na pot planeta, lahko hitrost opišemo kot tangentno, pospešek pa je usmerjen vzdolž radija. Klikni tu za prikaz vektorja hitrost (moder) in tukaj za prikaz vektorja pospeška (rdeč). Opaziš lahko, da hitrost in pospešek nista več pravokotna na večjem delu poti planeta.

Opaziš lahko, da med točkama A in C planet pospešuje, med točkama C in A pa planet upočasnjuje. To pomeni, da je v točkah A in C tangentna komponenta pospeška enaka nič. Za planet, ki kroži okoli zvezde, se izkaže, da je pospešek planeta usmerjen natanko proti zvezdi, če v bližini ni drugih planetov ali zvezd. To velja, če je gibanje planeta enakomerno ali ne.