有高中学生经常问我们物理老师:为什么行星绕太阳运动的轨道是椭圆?我们都知道,地球所受到的太阳引力是径向的,是始终指向太阳中心的,这就决定了两件事:第一,上式中的径向加速度只需乘上地球质量m就等于地球受到的引力,当然考虑二矢量的方向刚好相反要加上负号才相等。
“为什么?” 豆豆:“为什么人造卫星处于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间,不一定只会做随圆轨道运动呢?”爷爷: “因为它也能做圆周均速运动。”豆豆:“为什么呢?”爷爷:“高轨人造卫星发射时,人们一般会将它发射到近地轨道,卫星在近地轨道上做运速圆周运动。做匀速圆周运动,需要什么条件?
然而实际情况却并不是这样简单,这是因为地球其实在沿着一个椭圆形的轨道围绕太阳公转,在这个过程中,地球的公转速度有快有慢,并不是一个恒定的值,因此如果我们想要知道地球绕太阳转一圈有多远,就应该去计算地球的这个椭圆形轨道的周长。