Planetary Orbit and Eclipse Educational Tool/ru

Обзор

Целью этого проекта является помощь в моделировании и визуализации орбит планет с разным эксцентриситетом, а также того, как выглядит эффект планетарного затмения.

визуализации орбиты

Орбиты представляют собой конические сечения. В этом учебном пособии рассматриваются только замкнутые конические сечения: эллипсы и окружности. Эллипс ( https://en.wikipedia.org/wiki/Ellipse ) в области орбитальной механики, где вторичное (меньшее) тело вращается по орбите вокруг большего тела с эксцентриситетом >0 и <1. Это означает, что эллиптическая орбита имеет два отдельных фокуса: первичное (большее) тело находится в одном фокусе, а апогей орбиты — в другом.

Эллиптические орбиты не встречаются в пособиях по физкультуре, поскольку модели с зубчатыми передачами сложны в изготовлении. В этой версии для простоты сборки и использования используется рельсовая дорожка. Модель openSCAD, использованная для создания этой модели, является параметрической и позволяет создавать различные траектории орбит на основе входных данных большой (a) и малой (b) полуосей. Теперь учащиеся могут использовать простую в сборке модель орбитальной системы и иметь возможность проектировать её по своему усмотрению.

Eclipse Modeling

Анимированный gif-файл эллиптической орбиты

После создания траектории/модели орбиты пользователь может узнать о затмениях и о том, как они выглядят для внешнего наблюдателя. Существует два основных типа затмений: солнечное и лунное. Солнечное затмение происходит, когда луна проходит прямо между планетой и звездой, а лунное — когда планета проходит прямо между звездой и луной. Подробнее об этом можно узнать на сайте NASA: https://spaceplace.nasa.gov/eclipses/en/ .

Чтобы подготовить эксперимент, (1) распечатайте несколько орбитальных траекторий с различными эксцентриситетами (2) установите телефон на фиксированном расстоянии от установки и включите подсветку телефона в направлении эксперимента (3) переместите вторичное тело по орбитальной траектории (4) понаблюдайте, как изменение угла и расстояния от первичного тела влияет на размер и направление затмения.

Инструменты и ссылки

• Файлы CAD и STL можно найти здесь, в MyMiniFactory .
• Печать была разработана в openSCAD, разрезана в Cura и распечатана на принтере AthenaII.
• Может потребоваться дополнительная шлифовка для лучшей запрессовки.
• Вам понадобится собственный фонарик. Света от телефона будет достаточно.

Похожие образовательные инструменты

Похожие образовательные материалы были найдены на Yeggi. Хотя было доступно несколько похожих печатных моделей, все они использовали круговые орбиты и не рассматривали её как испытательный стенд для демонстрации затмения. Эта печатная модель может использоваться для демонстрации затмений и эллиптических орбит, чего не делают другие модели.

1. Этот пакет эллиптической орбиты от Flinn Scientific стоит 25 долларов за набор для 2D-чертежей.
2. Этот комплект эллиптической орбиты от Boreal Science стоит 67 долларов за комплект 2D-проектора.
3. Дальше все становится еще более возмутительно дорогим.

Обзор