地球运行轨道是椭圆吗

地球运行轨道是椭圆吗

地球运行轨道是椭圆吗，地球是我们生存的环境，但是在我们的生活中大部分的人对地球的了解都是比较微薄的，一般我们在学习当中也会遇到很多地球轨迹的问题，以下地球运行轨道是椭圆吗。

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椭圆的轨道是地球对附近的天体引力的折中.仅有一个行星和一个恒星的系统是没有任何意义的.早期的太阳系在形成过程中,原始的行星受到了小行星的撞击和其他一系列扰动,才导致椭圆轨道的形成.这叫行星徙动理论.

首先：正圆轨道也是椭圆轨道的一种,只不过是特殊的椭圆轨道.

如果要地球完全按照正圆轨道运转条件是十分苛刻的,首先就必须让太阳的其他行星消失,接着离太阳比较近的恒星也必须消失,否则他们就会对地球产生影响导致地球运转轨道的改变.

地球绕太阳公转,在给定的能量的条件下,可能的轨道有无数条,圆轨道只是其中的一条而已.如果想要地球按正圆轨道运行,地球的能量,动量要满足一定条件.就是任一时刻,地球的动能Ek和势能Ep的关系满足 Ek = -Ep/2.或者说当 Ek = -Ep/2时,地球运动方向垂直于日地连线.这个条件非常苛刻,即便是地球在正圆轨道上运行,一点微小的扰动都可以改变这种状态,使得地球在新的椭圆轨道上运行.

说到底还是万有引力在作怪.

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为什么地球的运行轨道是椭圆的？

地球公转轨道是椭圆

一、地球绕太阳的公转轨道的确是椭圆，这是因为地球的运动速度与它所处的位置不匹配。

根据圆周运动的向心力公式F=mv/r，其中F为向心力，在这里由地球所受太阳引力GMm/r提供，m为地球质量，v为地球公转速度，r为日地平均距离，大小为1.49亿千米，M为太阳质量，大小为1.9819x10^30千克，G为万有引力常数，大小为6.67x10^-11牛·米/千克。

因此上式变为F=mv/r=GMm/r，得出v=√GM/r，G和M一定，可以看出地球运动速度只与日地距离有关。不同位置距离对应着不同的速度，距离越远，速度越小。

二，形成椭圆轨道的理论分析

如果地球的实际运动速度大于理论计算作圆周运动的应有速度，那地球的轨迹就会脱离圆周运动，开口变大，原因当然是这个速度做圆周运动需要的向心力大于太阳的引力。随着地球轨迹偏离圆周，太阳对地球引力方向不再垂直于地球的运动方向，在地球运动反方向上受到一个引力分力加速度，

对地球运动起到减速作用，直到它受到的引力大于它的实际速度对应的向心力，且引力方向与运动方向垂直时，地球停止远离太阳，开始向太阳靠近（当然随着远离太阳，受到太阳的引力也在减小，不过因它的速度下降导致所需向心力也在减小，且减小速度大于引力减小速度，这意味着地球早晚会在太阳的引力作用下再次向太阳靠近），这个转折点就是远日点。

过了远日点之后，地球在运动方向上受到了引力的一个分力作用，在这个作用下逐渐加速，随着靠近太阳，引力方向变化越来越快，直到再次和运动方向垂直，这时地球运动速度最大，大于该位置作圆周运动的应有速度，所以地球再次远离太阳……，周而复始，运动轨迹就是一个椭圆。

三、上面是假定地球的实际速度大于理论计算作圆周运动所需速度情况下的分析结果，那实际情况到底如何呢？

据科学家测定，地球近日点绕日的实际速度为30.3千米/秒。那理论计算是多少呢？下面我们来计算一下。按近地点日地距离r=v=√GM/r=√6.67x10^-11x1.9819x10^30/（1.471x10^11）≈29.97千米/秒，显然实际速度大于理论计算值，因此如上分析，地球的公转轨道是椭圆的。

实际上，在恒星系形成过程中，天体的实际运行速度都不可能和理论计算值完全一致，只不过那些差异较大的，或坠落中心天体，或飞离中心天体，剩下的这些差异较小的以椭圆轨道运行，宇宙中绝大多数天体轨道都是椭圆的。

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什么叫地球同步轨道

地球同步轨道（geosynchronous orbit）运行周期等于地球自转周期(23小时56分4秒)的顺行人造地球卫星轨道。不考虑轨道摄动时，在地球同步轨道上运行的卫星每天相同时刻经过地球上相同地点的上空。对地面观侧者而言，每天相同时刻卫星出现在相同的方向上。倾角为0的圆形地球同步轨道，称为地球静止卫星轨道。

地球同步轨道（Geostationary Earth Orbit）

卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期（23小时56分4秒），且方向亦与之一致，卫星在每天同一时间的星下点轨迹相同，当轨道与赤道平面重合时叫做地球静止轨道，即卫星与地面的`位置相对保持不变。

倾角为零的圆形地球同步轨道称为地球静止轨道，因为在这样的轨道上运行的卫星将始终位于赤道某地的上空，相对于地球表面是静止的。这种轨道卫星的地面高度约为

3.6万千米。它的覆盖范围很广，利用均布在地球赤道上的

3颗这样的卫星就可以实现除南北极很小一部分地区外的全球通信。

要实现地球静止轨道，得满足下列条件：

卫星运行方向与地球自转方向相同；

轨道倾角为0°；

轨道偏心率为0，即轨道是圆形的；

轨道周期等于等于地球自转周期，静止卫星的高度为35786公里。

运行情况

地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星。所谓同步轨道卫星，是指：卫星距离地球的高度35786km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、

运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周（恒星日，非太阳日）的时间相等，即23小时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.07公里/秒，等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯。

卫星分类

地球同步卫星分为同步轨道静止卫星、倾斜轨道同步卫星和极地轨道同步卫星。当同步轨道卫星轨道面的倾角为零度，即卫星在地球赤道上空运行时，由于运行方向与地球自转方向相同，运行周期又与地球同步，因此，人们从地球上仰望卫星，仿佛悬挂在太空静止不动，所以，把零倾角的同步轨道称作静止轨道，在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。