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VdS-Journal 66 und 67: Bahnbewegung von Planeten

Aus Heft 66

Die Bewegung der Planeten auf Ellipsenbahnen wird durch die Keplerschen Gesetze beschrieben. Üblicherweise wird dieses sog. Zweikörperproblem durch die Keplergleichung gelöst. Ich habe es hier ganz anschaulich gemacht und berechne es direkt, wie von Kepler angegeben: Der Leitsrahl Sonne-Planet üebrstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen. Das ist der anschauliche beleg dafür, dass die Keplerschen Gesetze  wirklich gelten.

# Programm Ellipse1
import math
a=1
e=0.6
b=math.sqrt(1-e*e)
f_ellip=math.pi*a*b
# Startpunkt
t=0
u=a*math.cos(t)-e
v=b*math.sin(t)
# Fläche ist erstmal 0
f=0
anzahlSchritte=200
# Schleife durch alle Werte von t
for i in range(0, anzahlSchritte):
        t=t+2*math.pi/anzahlSchritte
        x=a*math.cos(t)-e
        y=b*math.sin(t)
        p=math.sqrt((x-u)**2+(y-v)**2)
        q=math.sqrt(u**2+v**2)
        r=math.sqrt(x**2+y**2)
        s=(p+q+r)/2
        f=f+math.sqrt(s*(s-p)*(s-q)*(s-r))
        u=x
        v=y
        # Ephemeriden drucken
        print("Teilfläche (%):"+str(100*f/f_ellip)),
        T=180*math.atan2(y,x)/math.pi
        print("wahre Anomalie:",T)
        print("")
print("Berechnet: "+str(f))
print("Theorie:   "+str(f_ellip))
diff=abs(f-f_ellip)
print("Differenz   "+str(diff))
name = input("Fertig?")

Aus Heft 67

# Programm Ellipse2
import math
# Grafik ca. von -300 bis 300
from turtle import *
def plot(x,y):
    penup()
    goto(x,y)
    pendown()
    dot(4)
    hideturtle()
  

# Hauptprogramm
import math
a=1
e=0.3
b=math.sqrt(1-e*e)
plot(300*e,0) # Sonne
t=0
u=a*math.cos(t)-e
v=b*math.sin(t)
plot(300*(u+e), 300*v)
f=0
i=1
anzahlPunkte = 32
for i in range(anzahlPunkte-1): 
    while f<math.pi*a*b/anzahlPunkte:
        t=t+math.pi/1000
        x=a*math.cos(t)-e
        y=b*math.sin(t)
        p=math.sqrt((x-u)**2+(y-v)**2)
        q=math.sqrt(u**2+v**2)
        r=math.sqrt(x**2+y**2)
        s=(p+q+r)/2
        f=f+math.sqrt(s*(s-p)*(s-q)*(s-r))
        u=x
        v=y
    f=f-math.pi*a*b/anzahlPunkte
    plot(300*(x+e),300*y)
done()