Wentelbaan

Twee liggame met 'n effense verskil in massa wat rondom 'n gemeenskaplike middelpunt wentel. Die grootte en en hierdie spesifieke soort wentelbaan stem ooreen met die wentelbaan van Pluto en Charon om mekaar.

In fisika is 'n wentelbaan die pad waarlangs een voorwerp om 'n punt of ander liggaam wentel of draai. Wentelbane kan verduidelik en bereken word aan die hand van Newton se universele swaartekragwet en Kepler se wette van planetêre beweging.

Geskiedenis

In die geosentriese model van die sonnestelsel is verskeie teorieë geopper om die beweging van die planete op grond van perfekte sfere of ringe te verduidelik.

Die basis vir die verstaan van die presiese aard van wentelbane is gelê toe Johannes Kepler sy drie wette van planetêre beweging geformuleer het.

Eerstens het hy vasgestel dat die wentelbane van die planete in ons sonnestelsel ellipties is en nie rond nie soos wat voorheen geglo is nie en dat die son nie aan die middelpunt van die wentelbane geleë is nie maar op een fokus. Tweedens het hy gevind dat die wentelspoed van elke planeet nie konstant is soos voorheen vermoed is nie, maar dat die spoed van die planeet eerder afgehang het van die planeet se afstand vanaf die son. Derdens het Kepler gevind dat daar 'n universele verwantskap tussen die wenteleienskappe van al die planete wat om die son gewentel het bestaan. Vir elke planeet is die derdemag van die planeet se afstand vanaf die son, soos gemeet in Astronomiese eenhede, gelykstaande is aan die vierkant van die planeet se wentelperiode, in aardjare gemeet. Jupiter is byvoorbeeld ongeveer 5.2 AU van die son af en sy wentelperiode is 11.86 jaar. Dit wil sê 5.2³ = 140.608 en 11.86² =  140.6596 soos voorspel.

Isaac Newton het aangedui dat Kepler se wette van sy swaartekragteorie afgelei kon word en dat die wentelbane van liggame in reaksie op swaartekrag 'n keëlsnit was. Newton het aangetoon dat twee liggame wentelbane volg wat indirek eweredig is aan hul massas rondom hul gemene massamiddelpunt. As een liggaam baie swaarder is as die ander kan die massamiddelpunt benaderd as die posisie van die swaarder liggaam beskou word.

Wentelbane van die planete

Binne 'n sonnestelsel; wentel planete, asteroïede, komete en ander ruimte-afval rondom die middelste ster in 'n elliptiese baan.

'n Komeet volg 'n paraboliese of hiperboliese baan rondom die ster en word nie altyd deur die swaartekrag van die ster gebind nie en word daarom nie as deel van die sonnestelsel beskou nie. Tot op hede is geen komeet met 'n hiperboliese baan in ons sonnestelsel opgemerk nie. Liggame wat deur swaartekrag aan 'n planeet in 'n sonnestelsel gebind is, hetsy natuurlike of kunsmatige satelliete, volg wentelbane rondom daardie planeet.

Vanweë die gemeenskaplike swaartekragversteuring van planete wissel die eksentrisiteit van planete in ons sonnestelsel met tyd. Mercurius, die kleinste planeet in die sonnestelsel het die mees eksentriese wentelbaan. Tans het Mars die tweede grootste eksentriesiteit terwyl Venus en Neptunus die kleinste eksentrisiteite het.

As twee voorwerpe nabymekaar wentel, is die periapsis die naaste punt van die voorwerpe van mekaar af en die apoapsis is daardie punt waar hulle die verste van mekaar af is. (Meer spesifieke terme word gebruik vir spesifieke hemelliggame. Byvoorbeeld perihelion en apohelion word gebruik vir planete wat om die son wentel en perigee en apogee vir satelliete wat om die aarde wentel).

In die elliptiese wentelbaan, sal die massamiddelpunt van die wentelstelsel by die een fokus van beide wentelbane wees met niks teenwoordig by die ander fokuspunt. As 'n planeet periapsis bereik sal die planeet se snelheid verhoog. As 'n planeet apoapsis bereik sal die planeet se snelheid verlaag.

Eksterne skakels

• Verstaan wentelbane deur direkte manipulasie
• 'n Aanlyn wentelbaan plotter: http://www.bridgewater.edu/~rbowman/ISAW/PlanetOrbit.html
• Orbital Mechanics (Vuurpyl en Ruimtetegnologie)
• Die NOAA blad oor Klimatologiese data sluit (berekende) data in oor die variasies van die Aarde se baan oor die laaste 50 miljoen jaar en voorspelling vir die volgende 20 miljoen jaar in.
• Die wentelbaansimulasies deur Varadi, Ghil en Runnegar (2003) verskaf 'n ander, effens anderste reeks vir die Aarde se eksentrisiteit en ook 'n reeks vir die wentelbaan se glooiingshoek (inklinasie). Wentelbane vir ander planete is ook bereken, maar slegs die eksentriesiteitsdata vir die Aarde en Mercurius is aanlyn beskikbaar.
• Java simulasie van wentelbeweging

Verwysings en bronne

• Abell, Morrison, and Wolff (1987). Exploration of the Universe, fifth edition, Saunders College Publishing.