Original title:
Pohyb nebodových objektů v gravitačním poli
Translated title:
Motion of extended bodies in gravitational fields
Authors:
Veselý, Vítek ; Žofka, Martin (advisor) ; Tahamtan, Tayebeh (referee) Document type: Bachelor's theses
Year:
2017
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] In the first chapter of this thesis we analyse the problem of a dumbbell body moving in a homogeneous field and a central gravitational field. In the homogeneous field the centre of mass of the body behaves like a point particle regardless of the force acting between the two parts of the body if we introduce an additional external force to the equations of motion. A similar method is applied to the problem of a dumbbell body in a central gravitational field. We verify the results found by Burov and Kosenko [2015] and show that the orbiting body follows Kepler's second law of motion as well as a modification of the third law. We also show that the body can keep any orientation if its length is adjusted properly and we find two numerical solutions of such cases. In the second chapter we study the problem of an oscillating dumbbell body falling into a Schwarzschild black hole as proposed by Guéron and Mosna [2007]. We verify their results and study the velocity of the body after the maneuver and the case of high and low frequencies. Furthermore, we show that the body can continue to slow its fall by further oscillations.V první kapitole se zabýváme pohybem tělesa tvaru činky pohybujícího se v homogenním a centrálním gravitačním poli. V homogenním poli se těžiště tělesa chová jako hmotný bod nezávisle na síle, kterou na sebe obě části tělesa působí, jestliže toto působení zahrneme do pohybových rovnic jako dodatečnou vnější sílu. Podobný postup aplikujeme při řešení problému dvoubodového tělesa v centrálním gravitačním poli. Ověříme výsledky z článku autorů Burova a Kosenka [2015] a ukážeme, že pohyb těžiště obíhajícího tělesa splňuje druhý Keplerův zákon a modifikovaný třetí Keplerův zákon. Dále ukážeme, že lze zachovat libovolné natočení tělesa vůči gravitačnímu centru, jestliže budeme vhodně měnit jeho délku, a prezentujeme dvě numerická řešení takového pohybu. Ve druhé kapitole studujeme problém oscilujícího tělesa tvaru činky padajícího do Schwarzschildovy černé díry, který byl představen v článku Guérona a Mosny [2007]. Ověříme jejich výsledky a dále se zabýváme rychlostí tělesa po manévru a rozebíráme případ velice rychlých a pomalých oscilací. Ukážeme také, že je možné nadále zpomalovat pád tělesa prováděním dalších oscilací.
Keywords:
geodesic; gravitational field; Keplerian orbit; motion of extended bodies; geodetika; gravitační pole; keplerovská dráha; pohyb nebodových těles
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/90857