Waarom is de baan van planeten rond de zon elliptisch?

Jasper, 18 jaar
6 mei 2008

Ik studeer lucht en ruimtevaart. Tijdens de colleges werd er uitgelegd dat de banen elliptisch bewegen. De eerste wet van Kepler zegt dit ook ( maar de wetten van Kepler zijn empirisch en geven dus geen antwoord op mijn vraag).

Ook werd er uitgelegd aan de hand van enkele vergelijkingen en formules dat de planeten wel degelijk een elliptische baan beschrijven. Er wordt hier uitgegaan van een bepaalde beginsnelheid van de aarde en dan komt er inderdaad uit deze formules dat er sprake is van een elliptische baan (een kleine bijvraag: vanwaar komt deze beginsnelheid dan?). Maar nog steeds was er dus geen echt antwoord op mijn vraag.

Waarom net een elliptische baan? Is het zwaartekrachtsveld van de zon misschien niet gelijkmatig verdeeld? Dit kan ik mijn moeilijk voorstellen. Ook op het internet heb ik nog geen echt antwoord gevonden.

Antwoord

 
Als je de vergelijkingen van Newton oplost voor een centrale aantrekkingskracht die afneemt omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand, dan vind je dat de banen kegelsneden zijn, wat ook de 'beginsnelheid'' is; gesloten banen zijn dan ellipsen. Dat is het wiskundig antwoord, en dat bevredigt wellicht niet helemaal.
 
De aantrekking door de zon is 'centraal', naar de zon gericht. Als je geen beginsnelheid hebt, of een beginsnelheid naar de zon toe, dan val je gewoon op de zon. Heb je een komponent van snelheid loodrecht op de richting naar de zon (je totale snelheid is dus gericht naast de zon), dan kom je niet recht op de zon terecht. Naarmate je dichter bij de zon komt, vergroot je snelheid. Op een moment kom je dan terecht op je dichtste punt bij de zon, van dan af wordt je beweging weer vertraagd, maar je vliegt nog een eindje door, tot je nog zo weinig snelheid hebt, dat je terug begin in te vallen en weer versneld wordt.
 
De 'beginsnelheid' (eigenlijk de snelheid op een willekeurig moment) bepaalt mee hoe je ellips er uiteindelijk uitziet. Is er een grote component naar de zon toe, dan is het een erg uitgerekte ellips; is de snelheid altijd loodrecht op de richting naar de zon, dan beweeg je op een cirkel. 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be