Ellipses en physique

April 10

Ellipses en physique


Peut-être est l'exemple le plus connu d'une ellipse dans la science de l'orbite planétaire. Aucun des planètes en orbite autour du soleil dans un cercle parfait; à la place, les orbites sont tous en forme d'oeufs, un peu plus rond que d'autres. Ellipses apparaissent dans la première des trois lois de Kepler sur le mouvement planétaire, et il y a plusieurs formules mathématiques qui ne concernent que ce chiffre.

Loi de Kepler de Ellipses

La première des trois lois de Kepler sur le mouvement planétaire, la loi du Ellipses stipule que «le chemin des planètes autour du soleil est de forme elliptique, le soleil étant situé à un foyer." Alors que des cercles parfaits ont un seul objectif, le centre, les ellipses ont deux.

deux foyers

Pour visualiser comment une ellipse a deux foyers, coller deux punaises dans un morceau de carton, en laissant une partie du métal sortant du carton ci-dessous les poignées. Mettez une bande de caoutchouc autour des deux points de métal et aussi coller un crayon à l'intérieur de la bande de caoutchouc. Étirez la bande de caoutchouc et de tracer autour des bords, en gardant votre vigueur à la constante de bande de caoutchouc. La forme qui en résulte est une ellipse. Chaque point de l'ellipse a la même distance combinée des deux bords, ou des foyers. Par exemple, si la distance totale est de 4, un point peut-être 1 unité d'un virement de bord et 3 unités de l'autre, tandis qu'un autre serait de 1,8 d'un et 2,2 de l'autre.

Excentricité

Si la distance entre les deux foyers est défini comme "2 c" et on tire l'axe principal de l'ellipse, la longueur de ce serait "2a". L'axe principal est la ligne qui divise l'ellipse dans la moitié du chemin. L'excentricité d'une mesure d'ellipse combien il a été allongé loin d'être un cercle. La formule est e = c / a. Si la distance entre les deux foyers est de 2 cm, et l'axe principal est de 5 cm, l'excentricité serait de 1 / 2,5 ou 1 / (02/05) ou 2/5. Plus le nombre, plus allongé l'ellipse.

Autres applications

D'ailleurs les orbites planétaires, les ellipses se tournent également dans certains systèmes d'engrenages, des matériaux anisotropes dans l'optique de tester la synchronisation de deux signaux sinusoïdaux différents et en résolvant les mouvements d'un oscillateur harmonique.