Krožno gibanje in gibanje, ki ni krožno

Prva animacija upodablja enakomerno kroženje planeta okoli zvezde. Druga animacija pa ponazarja gibanje planeta, ki ni krožno.

Dve animaciji prikazujeta planet (zelene barve), ki kroži okoli zvezde (oranžne barve). Prva animacija upodablja enakomerno kroženje planeta okoli zvezde. Druga animacija pa ponazarja gibanje planeta, ki ni krožno. (Položaj je podan v 103 km, čas pa v letih). Ta predstavitev je namenjena primerjavi dveh vrst gibanj. Zanimata nas predvsem hitrosti in pospeški planeta v obeh primerih.

Poženite animacijo, ki predstavlja enakomerno kroženje planeta in opazujte gibanje planeta. Kako bi opisali gibanje planeta (s poudarkom na hitrosti in pospešku)? Velikost hitrost planeta je brez dvoma konstanta, ker je gibanje planeta enakomerno kroženje. Ob uporabi običajnih x in y koordinat se hitrost spreminja s časom. Ponovimo, da se pojem hitrost nanaša na velikost in na smer. Za opis gibanja planeta bomo uporabili izraze tangentna smer in radialna smer. Hitrost je usmerjena v tangentni smeri. Smer pospeška pa je vzporedna z radijem (in usmerjena njemu nasproti). Klikni tukaj, če si želiš ogledati vektor hitrosti (modre barve). Črna črta v vsakem trenutku predstavlja tangento na pot. Klikni tukaj, če si želiš ogledati poleg vektorja hitrosti še vektor pospeška (rdeče barve). Vektor pospeška je usmerjen proti zvezdi v središču krožnice.

Zaženi animacijo, ki prikazuje gibanje planeta, ki ne poteka po krožnici. Opazuj gibanje planeta. Kako bi v tem primeru opisali gibanje planeta (s poudarkom na hitrosti in pospešku)? Hitrost premikanja planeta ni več konstantna, ker gibanje ni več enakomerno. Ponovno bomo uporabili koordinatni sistem z x in y koordinatama. Hitrost se nedvomno spreminja s časom, ker se tako smer kot velikost spreminjata. Spet lahko uporabimo pojma radialna in tangentna smer na gibanje planeta. Hitrost je usmerjena tangentno na pot. Pospešek pa je usmerjen vzporedno s polmerom, a vendar v nasprotni smeri.   Klikni tukaj za prikaz vektorja hitrosti (modre barve). Klikni tukaj, če si želiš ogledati še vektor pospeška (rdeče barve). Opaziš lahko, da hitrost in pospešek razen v nekaterih točkah nista več medsebojno pravokotno usmerjena.

Med točkama A in C se hitrost planeta povečuje. Med točkama C in A pa se hitrost planeta zmanjšuje. To pomeni, da je v točkah A in C tangentna komponenta pospeška enaka 0. Za planet, ki se vrti okoli zvezde (če v bližini ni drugih zvezd ali planetov) velja, da je njegov pospešek usmerjen točno proti zvezdi, ne glede na to, ali je gibanje planeta enakomerno ali ne.