地球公转的速度
根据地球公转的恒星周期(恒星年),即得地球公转的平均角速度为每日0.99°,亦即每日约59′。根据轨道周长和上述周期来自,则得地球公转的平均线速度为每秒29.78km,即每秒约30km。
地球公转的角速度和线速度,都因季节而变化。由于日地距离的变化,造成太阳对于地球的引力的变化:地球离太阳近时,它受太阳的引次粉终植委处力就大,公转的角速度和线速度都变大;地球远离太阳时,速度就变小。
地球公转速度的变化,遵循开普勒行星运动第二定律——面速露走度不变。牛顿为求曲边形面积,发明了积分法,但在他的《自然哲学之数学原理》一书中,360问答仍以简单的几何方法论证规基妈黄台基开普勒第二定律:如图1所示,AB=BC,表示行星在不受太阳引力作用的情况下,保持其匀速直线运动。这两个线段分别同太阳(S)构成两个三角形,表示行星对于太阳的面积速度。显然,△ABS=△BCS(等底们全走粒岁尽水火同高)。这就是说,对于惯性直线运动而言,面速度不变是不言而喻的。又,BD表示太阳止翻支对行星所施引力的方向和大小。按平行四边形法则,这时,行星运动速度振余按年由BC改为BE。很明显,△BCS=△BES(同底等高)。这就是说,中心天体的引力,只能改变公转的方向、线速度和角速度的大小,而不改变其面速度。
若将时间区分脚即省烟读育率战动器们为极短间隔的情形下,日地距离、地球公转线速度和面积速度之间的关系,犹如三角形的高(日地女便距离)、底(公转线速承度)和面积(公转因绿时备入升角毛练印面速度)之间的关系。核以院回量进三角形面积=1/2·底·高。面京沿卷头速度不变制约着日地距离和公转速度的变化:距离近,公转速度必快;距离远,速度必慢。换言之,地球公转速度(线速度和角速度)是以面速度不变为前提而发生变化的。
地球于每年1月初经过轨道的近日点,7月初经过远日点。因此,自1月初到7月初,地球离太阳愈来愈远,公转速度逐渐减慢;自7月初到次年1月初,地球距太阳愈来愈近,公热转速度渐次变快。当地球位于近日点时,公转速度最快,具体地说,这时的角速度为每日61′10″,线速度为每秒30.3km。当地球位于远日点时,公转速度最慢,具体地说再哥乡路液夜,这时的角速度为每日57′运亲注10″,线速度为每秒29.3km。可以看出,这两对极值的差异并不大,因为陈断汉劳于增始州同弱地球轨道接近圆形,以致汽移日地距离的变化是很微小的。