以太阳为参考系地球绕太阳转,以地球为参考系太阳绕地球转,周期和半径不变,而开普勒第三定律的K=R^3/T^2与中心天体的质量有关,但是太阳和地球的质量不同,如何解释?


高中学了开普勒定律,应该会讲这个定律中的比例常数是多少,GM/4π2,其中M为中心天体的质量。。

而在二体运动问题中,两个天体围绕共同质心运动,所以事实上,开普勒定律中的比例常数的质量,应该修正为二体约化质量。。

至于你说的参考系选择问题,则是因为太阳质量太大,导致太阳参考系是一个好的惯性参考系,而地球参考系则是非惯性参考系,在地球参考系中计算太阳的运动,需要引入惯性力。。

当然,上面这些都是麻烦的办法,直接取共同质心就好了。。

╮(╯_╰)╭


不错嘛,这可是二十六届物理竞赛复赛唯一的送分题~有个东西叫惯性力,了解一下就好了。。。


地球的运动是圆周运动,不是匀速直线运动,是非惯性运动,地球和太阳都是非惯性参照系,不符合伽利略变换,以地球为参照系和以太阳为参照系,是不等效的。


楼主提出这个问题时没考虑开普勒第三定律成立的条件:中心天体静止参考系是惯性系。

①地球围著太阳转

太阳质量远大于地球,忽略其它行星,在这个双星系统中太阳中心与质心无限接近,太阳静止参考系就是惯性系,因此在研究地球球心的运动时,经典力学定律全部成立,开普勒第三定律自然成立

②太阳围著地球转

这时,地球静止参考系是一个相对质心系做匀速圆周运动的非惯性系,经典力学规律不成立。

如果非要研究,需要引入惯性力【如果楼主是高中生,可能觉得「惯性力是什么玩意儿,不是说这种说法是错的吗」,呃其实在非惯性系中真有这玩意儿,详见各种大学力学教材】,这时太阳就不只受万有引力的作用了,最后算出来周期跟①是一样的

③综上所述,换参考系时不考虑惯性系和非惯性系的区别是犯罪啊犯罪……


你这是什么逻辑啊。。。

让我顺著你这个逻辑走吧。

开普勒第三定律:定值=a3/T2是关于中心天体。你把参考系看成太阳,地球、水星、金星、火星等天体围绕太阳转,他们的轨道半长轴的立方比周期的平方是同一定值。

你非得要把参考系看作地球的话,其他的七大行星围绕太阳转,太阳和月亮围绕地球转,太阳和月亮的半长轴的立方比周期的平方是同一定值。此时他们的中心天体是地球。。。。。。

以上我都是按照你的思路走的。。。。


这个版本开普勒第三定律的公式本来就是假设地球质量为0的情况。或者说是"M地&


地球是一个非惯性系,如果非要以地球为参照系的话就要给太阳一个惯性力,这样就不能用开普勒三定律描述了。

严格来说太阳相对银心也是个非惯性的,但是这对于太阳与地球这个系统影响很小,所以可以忽略


都说了是中心天体,放太阳系里地球能算中心天体吗


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