Libračný bod

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie

Libračný bod (libračné centrum, Lagrangeov bod) v nebeskej mechanike, v sústave dvoch telies m1 a m2 rotujúcich okolo spoločného ťažiska, je bod, v ktorom sa vyrovnávajú gravitačné a odstredivé sily. Malé teleso, ktoré tiež rovnako rotuje okolo spoločného ťažiska telies m1 a m2 a sa nachádza v tomto libračnom bode, nemení voči sústave svoju polohu, teda si od telies m1 a m2 zachováva konštantnú vzdialenosť. Všetky libračné centrá sa nachádzajú v rovine rotácie telies m1 a m2 a je ich celkom päť. Označujú sa L1, L2, L3, L4 a L5.

História[upraviť | upraviť zdroj]

Prvé tri kolineárne Lagrangeove body L1, L2 a L3 boli objavené Leonhardom Eulerom niekoľko rokov predtým než Joseph Louis Lagrange objavil zostávajúce dva L4 a L5.

V roku 1772 Lagrange publikoval "Esej na problém troch telies".[1] V prvej kapitole uvažoval ako opísať pohyb troch telies v sústave s ľubovoľnými počiatočnými vzájomnými polohami a hybnosťami. Následne z toho v druhej kapitole opísal dva špeciálne prípady pohybu platné pre hocijakú sústavu troch telies so sústrednými kruhovými obežnými dráhami. Prvý prípad bol kolineárny obeh okolo spoločného ťažiska, ktorý už objavil Euler, no Lagrange ho naformuloval elegantnejšie,[2] t.j. obeh týchto troch telies tak, že sa v každom čase všetky tri nachádzajú na jednej priamke, a druhý bol rovnostranný, t.j. obeh týchto telies tak, že v každom čase tvorili spojnice týchto telies spolu rovnostranný trojuholník.

Vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

Libračné body v sústave dvoch telies

Centrá L1, L2 a L3 ležia na priamke prechádzajúcej ťažiskami telies m1 a m2. Centrum L1 leží medzi nimi a L2 a L3 sa nachádzajú na ich vonkajších stranách. Centrá L4 a L5 tvoria s týmito dvoma telesami rovnostranné trojuholníky.

Z pohľadu neinerciálnej vzťažnej sústavy rotujúcej s oboma hlavnými telesami sú gravitačné silové účinky telies m1 a m2 a odstredivá sila pôsobiaca na malé teleso umiestené v jednom z libračných centier v rovnováhe. Presnejší rozbor je možné vykonať pomocou súčtu gravitačných potenciálov hlavných telies m1 a m2 a "rotačného" potenciálu neinerciálnej sústavy. V skutočnosti je ale aj tam stabilita tohto malého telesa hlavne vďaka pôsobeniu ďalších telies v sústave obmedzená. Telesá zachytené v okolí bodov L4 a L5 okolo nich obvykle mierne oscilujú na trajektórii v tvare tadpole (v preklade žubrienka) ako napríklad Trojanské asteroidy planéty Jupiter prípadne oscilujú po trajektórii v tvare podkovy okolo bodov L4, L3, L5 a späť. Body L1 až L3 sú v rovine obehu nestabilné aj pri malej výchylke od ideálnej polohy. Je možné však nájsť sklonené, polostabilné obežné dráhy okolo týchto bodov zvané halo orbita. Tieto dráhy bývajú využívané pri umiesťovaní umelých družíc v blízkosti libračných bodov L1 až L3. V prípade sústavy Slnko-Zem je to pre pozorovanie vesmíru alebo Slnka. V libračnom centre L1 je napríklad umiestnená kozmická sonda SOHO a v libračnom centre L2 je zase napríklad astrometrická sonda Gaia vypustená v roku 2013. Medzi rokmi 20092013 v libračnom bode L2 pracovali aj ďalšie sondy ako kozmický ďalekohľad Planck a Herschelov vesmírny ďalekohľad.

Príklady vzdialeností planét od libračných bodov[upraviť | upraviť zdroj]

Libračné body

teleso 1

Slnko Zem 134340 Pluto
teleso 2 Merkúr Venuša Zem Mars Jupiter Saturn Urán Neptún 134340 Pluto Mesiac Cháron
L1 od telesa 2 v km 220 394 1 007 969 1 466 464 1 082 208 51 909 006 64 457 316 69 551 829 114 947 727 7 507 090 58 027 5 776
L2 od telesa 2 v km 220 955 1 014 268 1 476 276 1 085 645 54 324 771 66 449 732 70 693 076 116 941 547 7 513 497 64 515 7 145
L3 od telesa 1 v km 57 909 994 108 209 846 147 096 742 227 919 957 778 114 124 1 433 291 085 2 872 386 857 4 494 924 979 5 869 659 978 381 675 18 379

Odkazy[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článkov Librační centrum na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené) a Lagrange point na anglickej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. LAGRANGE, Joseph-Louis. Œuvres de Lagrange. [s.l.] : Gauthier-Villars, 1867–92. Kapitola Tome 6, Chapitre II: Essai sur le problème des trois corps, s. 229–334. (po francúzsky)
  2. GRATTAN-GUINNESS, Ivor. Companion Encyclopedia of the History and Philosophy of the Mathematical Sciences. [s.l.] : Routledge, 2002. 1840 s. Dostupné online. ISBN 9781134957507. S. 1055. (po anglicky)