Mechanika nieba

Znajomość podstaw mechaniki klasycznej.

w sali

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami mechaniki nieba i jej zastosowaniami.

Wykład będzie się składał z dwóch podstawowych części.

W pierwszej omówione będą zagadnienia związane z dynamiką Układu Słonecznego, układów planetarnych i układów podwójnych (zagadnienie dwóch ciał, perturbacje, ograniczone zagadnienie trzech ciał, efekty rotacji i oddziaływań przypływowych dla obiektów w Układzie Słonecznym). Treść drugiej części będą stanowić podstawy dynamiki gwiazdowej i jej zastosowań do badania galaktyk i gromad gwiazdowych.

1. Zarys historyczny problemów związanych z mechaniką nieba

(m. in. podstawowe obserwacje obiektów Układu Słonecznego, prawa Keplera).

2. Podstawowe informacje o Układzie Słonecznym i pozasłonecznych układach planetarnych.

3. Zagadnienie dwóch ciał i jego zastosowania

4. Perturbacje ruchu planet i planetoid (równania perturbacyjne Lagrange'a, Gaussa i Eulera i wnioski z nich wynikające dotyczące zmian elementów orbitalnych)

5. Ograniczone zagadnienie trzech ciał (całka Jacobiego i kryterium Tisseranda; punkty Lagrange'a, i stabilność

ruchu w ich pobliżu).

6. Elementy astronautyki.

7. Efekty niegrawitacyjne w ruchu małych ciał.

8. Dane obserwacyjne dotyczące Galaktyki i innych układów gwiazdowych.

9. Orbity gwiazd w dysku Galaktyki

10. Elementy statystycznego opisu funkcji rozkładu gwiazd.

11. Oddziaływania dwuciałowe i czas relaksacji.

12. Struktura spiralna galaktyk.

Wkład pracy studenta:

30 h - udział w wykładach - 1 ECTS

15 h - przygotowane do wykładów - 0.5 ECTS

45 h - przygotowanie do egzaminu - 1.5 ECTS

30 h - udział w ćwiczeniach - 1 ECTS

15 h - przygotowanie do ćwiczeń - 0.5 ECTS

30 h - prace domowe - 1 ECTS

15 h - przygotowanie do kolokwium 0.5 ECTS

Razem 180 h, 6 ECTS

Materiały z wykładow wysyłane e-mailem

Paweł Artymowicz, "Astrofizyka układów planetarnych", PWN, Warszawa 1995.

Stefan Wierzbiński, "Mechnika nieba", PWN, Warszawa 1973.

Forest R. Moulton, "An introduction to celestial mechanics", The MacMillan Company 1914.

Michał Jaroszyński, "Galaktyki i budowa Wszechświata", PWN, Warszawa 1993

James Binney, Scott Tremaine, "Galactic dynamics", Princeton University Press, 1987

Wiedza:

1. Znajomość budowy i własności Układu Słonecznego, Galaktyki i typowych układów gwiazdowych.

2. Znajomość rozwiązań zagadnienia dwóch ciał i ograniczonego zagadnienia trzech ciał.

3. Znajomość schematu obliczeń perturbacji ruchu ciał.

4. Znajomość podstawowych metod statystycznego opisu układów gwiazdowych.

Umiejętności:

1. Potrafi wyznaczyć obserwowaną pozycję obiektu na podstawie znajomości elementów orbitalnych.

2. Potrafi wyznaczyć niezaburzone elementy orbity ciała na podstawie obserwacji.

3. Potrafi w przybliżony sposób obliczać trajektorie sond kosmicznych.

prace domowe

kolokwium w połowie semestru

egzamin pisemny

egzamin ustny

brak