قانون الجاذبية وقوانين كبلر - علوم الأرض والفضاء - ثالث ثانوي
القسم الأول 1-1
الفصل1: تطور الكون
الفصل2: الميكانيكا السماوية
الفصل3: المعادن
الفصل4: الصخور
الفصل5: الصفائح الأرضية وآثارها
الفصل6: البراكين والزلازل
القسم الثاني 1-2
الفصل1: المجموعة الشمسية
الفصل2: البيئة الفضائية
الفصل3: الأجهزة الفلكية
الفصل4: الأحافير والتأريخ الصخري
الفصل5: الطاقة ومصادرها
الفصل6: جيولوجيا المملكة العربية السعودية
الفكرة العامة : تخضع الأجرام السماوية والأنظمة الفضائية لمجموعة من القوانين التي تحدد خصائص حركتها وديناميكيتها السماوية
حينما تنطلق المركبات الفضائية نحو الفضاء فإنها تبدأ رحلتها من الأرض بمسار منح وليس مستقيما كما في الصورة
تجربة استهلالية : هل تتحرك جميع الأجسام في نظامنا الشمسي بالسرعة نفسها؟
اصنع المطوية الآتية لتتعرف على أنواع المركبات الفضائية
أهداف ومفردات درس قانون الجاذبية وقوانين كبلر
الفكرة الرئيسة : قوانين كبلر تصف شكل وخصائص حركة الأجرام التي تسلكها حول بعضها والسرعات التي تتحرك بها والكتل المتبادلة بينها
الشكل 1 تحديد كسوف شمسي كلي
Kepler’s First Law قانون كبلر الأول
الربط مع الرياضيات : القطع الناقص هو المحل الهندسي لمجموعة النقاط في المستوى
البعد الحضيضي Perihelion
للاطلاع : يمكن إيجاد علاقة البعد الأوجي
Kepler’s SecondLaw قانون كبلر الثاني
Kepler’s ThirdLaw قانون كبلر الثالث
مشروع كبلر الفضائي
مثال 1 : مذنب يدور حول الشمس في مدار قطع ناقص تفلطحه 0.9
الشكل 6-2 علاقة زمن دورة الكواكب المدارية حول الشمس ببعده عنها حسب قانون كبلر الثالث
Modified 3rd Kepler’s law قانون كبلر الثالث المعدل
مثال 2 : مركبة فضائية تدور حول الأرض في مدار بيضاوي على متوسط بعد يساوي 10 أضعاف نصف قطر الأرض
للاطلاع قانون كبلر الثالث المعدل
ايجاد كتلة كوكب له تابع
إذا أهملنا كتلة التابع مقارنة بكتلة الكوكب
مثال 3 : يبعد القمر كارون عن مركز بلوتو 19700 km فإذا كانت مدة دورانه حول بلوتو هي day 6.4
Newton’s Gravitational Law قانون الجذب العام لنيوتن
الشكل 7-2 قوة جذب كتلة الشمس على كتلة الارض
مثال 4 : كوكب كتلته تساوي 0.01 من كتلة الشمس ونصف قطره يساوي نصف قطر الأرض
Orbital Velocity For a Celestial Body السرعة المدارية لجرم سماوي
الربط مع انجازات علماء الإسلام
مثال 5 : في المثال 1 السابق كم تبلغ أدنى سرعة للمذنب؟
حل قانون السرعة المدارية لجرم سماوي
Escape Velocity سرعة الهروب
مثال 6 : أوجد سرعة الهروب لكوكب كتلته 7.5
كيف تهرب المركبات الفضائية خارج كوكب الأرض
نشاط علمي : تمثيل سرعة الهروب من جذبية الأرض
تمثل رحلة مشروع أرتيمس للقمر الشكل 9- 2 مثال حي على انتقال جرم بين أنظمة مدارية لجرمين سماويين
الربط مع الفيزياء انطلاق الصواريخ الفضائية هو أحد تطبيقات قانون نيوتن الثالث الذي ينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل مساوٍ له
مختبر تحليل البيانات
الخلاصة : ينص قانون كبلر الأول على أن الكواكب تدور حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتقع الشمس في إحدى بؤرتيه
احسب متوسط المسافة بين فيستا (كويكب) و بين الشمس علما بأنه يستغرق 3.63 year للدوران حول الشمس
وضح نوع العلاقة بين متوسط المسافة لفيستا ومدة دورانه حول الشمس
لماذا يلجأ العلماء الى قوانين كبلر عند تعاملهم مع حركة المذنبات التي تتعدد مصادرها
أكملت وكالة الفضاء السعودية مهمتها على سطح القمر ولذا فهي ترغب بمغادرة مركبتها حدد سرعة هروبها من القمر
