第一颗人造行星华罗庚大师的一项奇妙计算,本文主要内容关键词为:华罗庚论文,人造行星论文,奇妙论文,第一颗论文,大师论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
前苏联继1957年10月4日成功发射第一个人造地球卫星之后, 分别于1959年1月2日、9月12日、10月4日,成功发射第一个、第二个、第三个宇宙火箭。其中第一个为多级火箭,最后一级重1472公斤。它在运行中获得了必要的第二宇宙速度11.2公里/秒,成为第一个太阳系人造行星。1959年1月7日进入它自己的椭圆轨道,该轨道位于地球轨道与火星轨道之间。有趣的是,这条轨道同国际宇宙飞行鼓励奖获得者斯特恩菲尔德,在1932年曾经计算出并在1937年他所著的《宇宙飞行学概念》一书中发表过的50条可能轨道中的一条几乎完全一致。
人造行星轨道参数如下:
人造行星的轨道与地球轨道平面的偏斜度约10度:人造行星的偏心率等于0.148;它与太阳最小的距离约为14600万公里;它与太阳最大的距离约为19700万公里;它绕太阳运转的周期为450昼夜。
斯特恩菲尔德说:“第一个人造行星将在5年后同地球接近。 在围绕太阳运行125圈以后,将回到原来的发射地点,并同地球相遇。 从理论上讲,这应当发生在2113年。但是由于人造行星的轨道受到月球和各行星的影响而发生变化,它将不可能同地球相碰。”
这位科学家的讲话,引起我国伟大的数学家华罗庚大师(1910 -1985)的兴趣,他经过计算,对它进行验证。现将华罗庚大师的这项奇妙计算介绍如下。
为什么5年后这个人造行星将接近地球? 已知这个人造行星绕太阳一周的时间是450天,如果以地球绕太阳一周的时间是360天,那么地球绕太阳5周和人造行星绕太阳4周都是1800天。即450和360的最小公倍数是1800,而1800÷360=5,1800÷450=4,所以地球绕太阳5 周和人造行星将互相接近。求最小公倍数在这儿找到了用场。
为什么在2113年这个人造行星和地球又将非常接近?为了解答这个问题,华罗庚大师没有用到什么深奥的数学知识,而只是用到连初中生也能懂的辗转相除法和连分数。
已知人造行星绕太阳一周是450天,地球绕太阳一周365(1/4)天。如果以1/4天做单位,那末人造行星和地球绕太阳一周的时间,分别为1800和1461个单位。用辗转相除法计算,计算的草式如下: