Sadržaj
U svakodnevnom svijetu gravitacija je sila koja tjera predmete na dolje. U astronomiji je gravitacija također sila koja tjera planete da se kreću po kružnoj orbiti oko zvijezda. Na prvi pogled nije očito kako ista sila može stvoriti takva naizgled različita ponašanja. Da biste vidjeli zašto je to, potrebno je razumjeti kako vanjska sila utječe na pokretni objekt.
Sila gravitacije
Gravitacija je sila koja djeluje između bilo koja dva objekta. Ako je jedan objekt znatno masivniji od drugog, tada će gravitacija povući manje masivni objekt prema masivnijem. Na primjer, planet će doživjeti silu koja ga povlači prema zvijezdi. U hipotetičkom slučaju kada su dva objekta u početku nepomična jedan prema drugom, planeta će se početi kretati u smjeru zvijezde. Drugim riječima, ona će pasti prema zvijezdi, baš kao što bi to sugeriralo i svakodnevno iskustvo gravitacije.
Učinak okomitog gibanja
Ključ razumijevanja orbitalnog gibanja je shvatiti da planet nikada nije stacionaran u odnosu na svoju zvijezdu, već se kreće velikom brzinom. Na primjer, Zemlja putuje brzinom od oko 108 000 kilometara na sat u svojoj orbiti oko sunca. Smjer ovog gibanja je u osnovi okomit na smjer gravitacije, koji djeluje duž linije od planeta do Sunca. Dok gravitacija povlači planet prema zvijezdi, njegova velika okomita brzina nosi ga u stranu oko zvijezde. Rezultat je orbita.
Centripetalna sila
U fizici se bilo koja kružna gibanja mogu opisati pomoću centripetalne sile - sile koja djeluje prema centru. U slučaju orbite, ova sila se pruža gravitacijom. Poznatiji primjer je objekt koji se vrtio na kraju komada niza. U ovom slučaju centripetalna sila dolazi iz samog niza. Objekt se povlači prema središtu, ali njegova okomita brzina održava ga u krugu. U pogledu osnovne fizike, situacija se ne razlikuje od slučaja planeta koji kruži oko zvijezde.
Kružne i nekružne orbite
Većina planeta kreće se oko kružne orbite, što je posljedica načina formiranja planetarnih sustava. Bitna karakteristika kružne orbite je da je smjer kretanja uvijek okomit na liniju koja spaja planet sa središnjom zvijezdom. To ne mora biti slučaj. Na primjer, kometi se često kreću po nekružnim orbitama koje su visoko izdužene. Takve se orbite još uvijek mogu objasniti gravitacijom, iako je teorija složenija nego za kružne orbite.