Номер 9, страница 65 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 7. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира - номер 9, страница 65.

Условие.

9. Объясните, почему описание движения планет в гелиоцентрической системе проще, чем в геоцентрической.

Решение.

Решение

Описание движения планет в гелиоцентрической системе проще, чем в геоцентрической, из-за фундаментального различия в выборе системы отсчета и, как следствие, в форме траекторий, необходимых для объяснения наблюдаемых явлений.

В геоцентрической системе (система Птолемея), где Земля считается неподвижным центром, видимое движение планет с Земли имеет очень сложную траекторию. Особенно трудно в рамках этой модели было объяснить так называемое попятное (ретроградное) движение, когда планета на небесном своде временно изменяет направление своего движения на противоположное. Чтобы согласовать теорию с наблюдениями, астрономам приходилось вводить сложные искусственные конструкции: считалось, что планеты движутся по малым окружностям (эпициклам), центры которых, в свою очередь, равномерно движутся по большим окружностям (деферентам) вокруг Земли. Такая модель требовала множества параметров для каждой планеты и была чрезвычайно громоздкой как для понимания, так и для расчетов.

В гелиоцентрической системе (система Коперника), где в центре находится Солнце, а Земля является одной из планет, вращающихся вокруг него, траектории всех планет становятся значительно проще. Иоганн Кеплер установил, что планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. В такой системе попятное движение планет получает простое и естественное объяснение. Оно является лишь кажущимся эффектом, возникающим из-за того, что наблюдатель на Земле сам движется. Например, когда более быстрая Земля на своей орбите обгоняет более медленный и далекий Марс, земному наблюдателю кажется, что Марс на некоторое время начинает двигаться назад на фоне далёких звёзд.

Таким образом, главное преимущество гелиоцентрической системы заключается в её простоте и элегантности. Она описывает движение планет едиными и простыми законами (законами Кеплера), которые позже были объяснены фундаментальным законом всемирного тяготения Ньютона. Геоцентрическая система, напротив, является искусственно усложненной, поскольку пытается описать движение тел в неинерциальной системе отсчета, связанной с Землей, что и приводит к кажущимся сложным траекториям.

Ответ: Описание движения планет в гелиоцентрической системе проще, потому что в ней планеты (включая Землю) движутся по простым эллиптическим орбитам вокруг общего центра — Солнца. Это позволяет легко и естественно объяснить все наблюдаемые явления, в частности попятное движение планет. В геоцентрической системе для объяснения тех же явлений приходится использовать громоздкую и искусственную конструкцию из эпициклов и деферентов, что делает модель крайне сложной.