आप गड़बड़ी सिद्धांत का उपयोग करना चाह सकते हैं । यह आपको केवल अनुमानित उत्तर देता है, लेकिन विश्लेषणात्मक उपचार की अनुमति देता है। आपके बल को केप्लरियन अण्डाकार कक्षा में एक छोटा सा चक्कर माना जाता है और शक्तियों में गति के परिणामस्वरूप समीकरणों का विस्तार होता है । रैखिक गड़बड़ी सिद्धांत के लिए, केवल में रैखिक शब्द ही बनाए रखे जाते हैं। यह बस unperturbed मूल कक्षा के साथ गड़बड़ी को एकीकृत करने की ओर जाता है। एक सदिश के रूप में अपना बल लिखते हुए, त्वरण
with रेडियल वेलोसिटी ( ) और
के ए = के जी एमKK
a=KGMr2c2vrvt
vr=v⋅r^v≡r˙vt=(v−r^(v⋅r^)) वेग का घूर्णी घटक ( पूर्ण वेग माइनस रेडियल वेग)। यहाँ, ऊपर दिया गया डॉट एक समय व्युत्पन्न और एक टोपी को वेक्टर से दर्शाता है।
अब, यह निर्भर करता है कि ' प्रभाव ' से आपका क्या मतलब है । आइए काम कक्षीय अर्ध दीर्घ अक्ष के परिवर्तन बाहर , सनक , और periapse की दिशा।ae
नीचे दिए गए परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करने के लिए : अर्ध-प्रमुख अक्ष और सनकीपन अपरिवर्तित हैं, लेकिन परिधि की दिशा दर पर कक्षा की कक्षा में घूमती है
जहां कक्षीय आवृत्ति और है साथ अर्द्ध प्रमुख धुरी। ध्यान दें कि ( ) यह सामान्य सापेक्षता (GR) की पूर्ववर्ती दर पर आदेश (आइंस्टीन द्वारा 1915 में दिए गए लेकिन मूल प्रश्न में वर्णित नहीं है ) से सहमत है ।
ω=Ωv2cc2K1−e2,
Ωvc=ΩaaK=3v2c/c2
सेमीमाजर अक्ष का परिवर्तन
संबंध से (साथ कक्षीय ऊर्जा) हम के परिवर्तन के लिए है एक बाहरी की वजह से (गैर-केप्लरियन) त्वरण
सम्मिलित करना (ध्यान दें कि कोणीय गति वेक्टर के साथ ), हमें
चूँकि किसी भी फंक्शन (नीचे देखें), लिए orbit औसत ।a=−GM/2EE=12v2−GMr−1a
a˙=2a2GMv⋅a.
av⋅vt=h2/r2h≡r∧va˙=2a2Kh2c2vrr4.
⟨vrf(r)⟩=0f⟨a˙⟩=0
सनकीपन का परिवर्तन
से , हम पाते हैं
हम पहले से ही जानते हैं कि , इसलिए केवल पहले शब्द पर विचार करने की आवश्यकता है। इस प्रकार,
जहाँ मैंने पहचान
और तथ्यh2=(1−e2)GMa
ee˙=−h⋅h˙GMa+h2a˙2GMa2.
⟨a˙⟩=0ee˙=−(r∧v)⋅(r∧a)GMa=−r2v⋅aGMa=−Kh2ac2vrr2,
(a∧b)⋅(c∧d)=a⋅cb⋅d−a⋅db⋅cr⋅ap=0 । फिर से और इसलिए ।
⟨vr/r2⟩=0⟨e˙⟩=0
पेरीपेज़ की दिशा में परिवर्तन
सनक वेक्टर
परिमाण अंक periapse की दिशा में (गुरुत्वाकर्षण का केंद्र से), है , और केप्लर की गति के तहत संरक्षित है (एक अभ्यास के रूप में सभी को मान्य करें!)। इस परिभाषा से हमें बाहरी त्वरण कारण इसके तात्कालिक परिवर्तन का पता
e≡v∧h/GM−r^e
e˙=a∧(r∧v)+v∧(r∧a)GM=2(v⋅a)r−(r⋅v)aGM=2Kc2h2vrrr4−Kc2v2rvtr
जहाँ मैंने पहचान
और तथ्य । इन अभिव्यक्ति की कक्षा औसत को नीचे दिए गए परिशिष्ट में माना गया है। यदि हम अंत में सब कुछ एक साथ करते हैं, तो हमें
साथ [
फिर से सही किया गया ]
यह कोणीय आवृत्ति साथ कक्षा के तल में चक्कर का एक चक्कर है। विशेष रूप से
a∧(b∧c)=(a⋅c)b−(a⋅b)cr⋅a=0e˙=ω∧eω=ΩKv2cc2(1−e2)−1h^.
ω=|ω|⟨ee˙⟩=⟨e⋅e˙⟩=0हमारी पिछली खोज के साथ समझौते में ।
यह न भूलें कि प्रथम-क्रम गड़बड़ी सिद्धांत के हमारे उपयोग के कारण ये परिणाम केवल सीमा में सख्ती से सही हैं । दूसरे क्रम गड़बड़ी सिद्धांत में, हालांकि, दोनों और / या बदल सकते हैं। अपने संख्यात्मक प्रयोगों में, आपको यह पता लगाना चाहिए कि और के ऑर्बिट-एवरेज्ड परिवर्तन या तो शून्य हैं या पेर्टेब्रेशन आयाम साथ रैखिक की तुलना में अधिक मजबूत हैं ।K(vc/c)2→0aeaeK
अस्वीकरण कोई गारंटी नहीं है कि बीजगणित सही है। इसे जाँचे!
परिशिष्ट: कक्षा औसत
की ऑर्बिट एवरेज (लेकिन पूर्णांक) फ़ंक्शन के साथ किसी भी प्रकार की आवधिक कक्षा के लिए सीधे गणना की जा सकती है। चलो के antiderivative होना , यानी , तो कक्षा औसत है:
के
साथ कक्षीय अवधि।vrf(r)f(r)F(r)f(r)F′=f
⟨vrf(r)⟩=1T∫T0vr(t)f(r(t))dt=1T[F(r(t))]T0=0
T
में आवश्यक औसत कक्षा के लिए , हमें थोड़ा गहरा खुदाई करना चाहिए। दीर्घवृत्तीय कक्षा के लिए
विलक्षण वेक्टर और एक वेक्टर लंबित to और । यहाँ, विलक्षण विसंगति है, जिसका अर्थ है विसंगति माध्यम से
जैसे कि⟨e˙⟩
r=a((cosη−e)e^+1−e2−−−−−√sinηk^)andr=a(1−ecosη)
ek^≡h^∧e^ehηℓℓ=η−esinη,dℓ=(1−ecosη)dη और एक कक्षा औसत बन जाता है
समय व्युत्पन्न (ध्यान दें कि ) , हम तात्कालिक ( ) कक्षीय वेग
जहाँ मैंने , अर्धवृत्ताकार अक्ष के साथ वृत्ताकार कक्षा की गति । इससे हम रेडियल वेग पाते हैं
⟨⋅⟩=(2π)−1∫2π0⋅dℓ=(2π)−1∫2π0⋅(1−ecosη)dη.
ℓ˙=Ω=GM/a3−−−−−−√rv=vc1−e2−−−−−√cosηk^−sinηe^1−ecosη
vc≡Ωa=GM/a−−−−−−√avr=r^⋅v=vcesinη(1−ecosη)−1
और घूर्णी वेग
vt=vc1−e2−−−−−√(cosη−e)k^−(1−e2)sinηe^(1−ecosη)2.
इनके साथ, हमने [ फिर से सुधारा ]
विशेष रूप से, दिशा में घटक औसत शून्य तक। इस प्रकार [ फिर से सही ]
⟨h2vrrr4⟩=Ωv2ck^e(1−e2)3/22π∫2π0sin2η(1−ecosη)4dη=Ωv2ce2(1−e2)k^⟨v2rvtr⟩=Ωv2ck^e2(1−e2)1/22π∫2π0sin2η(cosη−e)(1−ecosη)4dη=0,
e^⟨2h2vrrr4−v2rvtr⟩=Ωv2cek^(1−e2)