Audiobook
Kim był Johannes Kepler
Wysłuchaj relacji o odkryciach i innych dokonaniach naukowych Keplera. Następnie wykonaj zaproponowane polecenie.
Odsłuchaj ponownie fragment audiobooka, w którym mowa jest o jednej z wad systemu Kopernika: „środki deferentów planet nie przypadały w Słońcu…”. Z podobnym problemem zmierzył się Ptolemeusz, pisząc „Almagest” piętnaście wieków wcześniej. Wskaż pojęcie, którego używał Ptolemeusz, by ten problem rozwiązać:
- ekwant
- epicykl
- mimośród
- hipocentryk
- sekstant
Odsłuchaj ponownie fragment audiobooka, w którym mowa jest o niezgodności wyników obserwacji ruchu Marsa z założeniem o jednostajności jego ruchu po okręgu. Zaproponowane rozwiązanie „W końcu Kepler znalazł radykalne rozwiązanie: …” pozwoliło zrezygnować z pojęcia, wprowadzonego przez Ptolemeusza w „Almageście” piętnaście wieków wcześniej. Wskaż to pojęcie:
- ekwant
- epicykl
- mimośród
- hipocentryk
- sekstant
Zapoznaj się ze schematem, który przedstawia trzy eliptyczne orbity wokół centralnej gwiazdy. Ilustruje on I prawo Keplera. Gwiazda leży w jednym z ognisk każdej elipsy, które można określić mianem „elipsy współogniskowe”. Długie osie orbit nie są równoległe, co odpowiada rzeczywistości. Dla przejrzystości schematu nie narysowano ani krótkiej osi ani drugiego ogniska każdej z elips.
Teza: Kepler zrezygnował z kopernikańskiego systemu deferentów i epicykli przede wszystkim dlatego, że Słońce nie zajmowało w nim żadnego wyróżnionego miejsca – nie stanowiło jednoznacznego centrum świata. Zaproponował system eliptycznych orbit; w nim Słońce zajmuje miejsce szczególne: leży w jednym z ognisk każdej elipsy.
Uszereguj cytaty z audiobooka w taki sposób, by stanowiły one spójne rozwinięcie powyższej trzyzdaniowej tezy. Efekt swej pracy wpisz w przygotowane pole, a następnie porównaj z zaproponowaną odpowiedzią wzorcową.
- 6. "(…) obserwacje zaczęły się zgadzać z obliczeniami teoretycznymi."
- 4. "…środki deferentów planet nie przypadały w Słońcu, lecz w różnych punktach geometrycznych wokół Słońca, nawet dość daleko od niego".
- 7. "(…) obserwacje Tychona Brahe pokazywały (…), (że) prędkość kątowa Marsa w jego ruchu wokół Słońca nie była stała, a rozbieżności przekraczały możliwe błędy obserwacji."
- 1. "(…) Kepler znalazł (…) rozwiązanie: (…) przyjął, że Mars porusza się nie (…) po okręgu, lecz (…) po orbicie eliptycznej, a Słońce znajduje się w jednym z jej ognisk."
- 5. "(…) Kepler napisał: "Punkt matematyczny, czy jest środkiem świata, czy nie, nie może poruszać ciężkich ciał." Poszukiwał zatem rozwiązania, w którym źródło przyciągania było w samym Słońcu, (…)".
- 2. "Kopernik (…) starał się jedynie opracować możliwie dokładny opis ruchu ciał niebieskich i nie zwracał uwagi na (…) przyczyny ruchu planet."
- 3. Kepler zapoczątkował nowy kierunek w astronomii. On pierwszy pytał o przyczyny ruchu ciał niebieskich."
Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną: Zgodnie z pierwszym prawem Keplera każda planeta porusza się po orbicie wokół gwizdy centralnej a orbita ta:
- jest eliptyczna i gwiazda centralna znajduje się w środku elipsy
- jest eliptyczna i gwiazda centralna znajduje się w jednym z ognisk elipsy
- kołowej a gwiazda centralna znajduje się w środku orbity
Odsłuchaj ponownie dwa następujące fragmenty audiobooka. W jednym mowa jest o niezgodności wyników obserwacji ruchu Marsa z założeniem o jednostajności jego ruchu po okręgu: „W końcu Kepler znalazł radykalne rozwiązanie: (…) i przyjął, że Mars porusza się (…) ruchem zmiennym po orbicie eliptycznej,”. W drugim stwierdza się, że „(…) prędkość ruchu każdej planety (…) zależy od jej chwilowej odległości od Słońca.”.
Wskaż właściwy opis różnicy pomiędzy ruchem jednostajnym po okręgu a ruchem niejednostajnym po elipsie:
- Różnica jest niewielka, gdyż elipsę można traktować jak spłaszczony okrąg. Skutkiem tego spłaszczenia ruch jednostajny po okręgu zmienia się w ruch niejednostajny po elipsie.
- W jednostajnym ruchu po okręgu planeta pokonuje jednakowe odcinki łuku tego okręgu w jednakowych odstępach czasu. Gdy torem ciała jest elipsa, to planeta nie ma możliwości pokonywania, w jednakowych odstępach czasu, jednakowych odcinków łuku elipsy. Każdy ruch po elipsie musi być niejednostajny.
- Każdy ruch po okręgu musi być jednostajny, ze względu na wyróżniony kształt okręgu. Z kolei ruch po elipsie może być jednostajny (planeta pokonuje jednakowe odcinki łuku elipsy w jednakowych odstępach czasu), ale nie musi. Wtedy wartość prędkości planety zmienia się, zależnie od położenia planety na orbicie.
- W jednostajnym ruchu po okręgu planeta pokonuje jednakowe odcinki łuku tego okręgu w jednakowych odstępach czasu. Podobnie, ruch jakiegoś wyobrażonego ciała po eliptycznym torze, nakreślonym na kartce papieru, mógłby być jednostajny. Jednak w przypadku planet nie jest to dopuszczalne: wartość prędkości planety musi się zmieniać, zależnie od położenia planety na orbicie.
• Uzasadnij, że zacytowane fragmenty przewidują istnienie największej i najmniejszej wartości prędkości ruchu Marsa. Wpisz swoje uzasadnienie w poniższe pole i porównaj je z odpowiedzią wzorcową.
