写出matlab的代码,研究水星近日点的进动。由于广义相对论对万有引力定律的修正,引起水星运动轨道的进动,水星的空间轨道不再是闭合的椭圆轨道。广义相对论对万有引力的修正可以归结为在原来的运动方程中增加一个小的修正项e/r4,其中e = 3Gmomh2/c2是小量,G为万有引力常量,mo为太阳质量,m为水星量,c为真空中的光速,h为水星掠面速度的两倍。要求: 画出水星运动轨道。验证只要质点在有心力场中所受的力与平方反比引力有微小偏离,其轨道就不是闭合椭圆,从而证明广义相对论对万有引力定律的修正将引起椭圆轨道进动。
时间: 2024-03-20 07:41:46 浏览: 364
基于 .NET 5 + Ant Design Vue 的 Admin Fx.zip
以下是一个基本的Matlab程序,可以用来模拟水星的运动轨迹并验证广义相对论对万有引力定律的修正:
```matlab
%定义常量
G=6.67408e-11; %万有引力常量
c=299792458; %真空中的光速
m_sun=1.98847e30; %太阳质量
m_mercury=3.3011e23; %水星质量
h=1.5e7; %水星掠面速度的两倍
%定义初始条件
x0=0; %水星初始位置x坐标
y0=4.6e10; %水星初始位置y坐标
vx0=38860; %水星初始速度x分量
vy0=0; %水星初始速度y分量
%定义时间范围和步长
t_start=0;
t_end=10*365*24*3600;
dt=3600;
%定义运动方程
f=@(t,y) [y(3); y(4); -G*m_sun*y(1)/((y(1)^2+y(2)^2)^(3/2)) - (3*G*m_sun*h^2*y(1))/(c^2*(y(1)^2+y(2)^2)^(5/2)); -G*m_sun*y(2)/((y(1)^2+y(2)^2)^(3/2)) - (3*G*m_sun*h^2*y(2))/(c^2*(y(1)^2+y(2)^2)^(5/2))];
%求解运动方程
[t,y]=ode45(f,[t_start:dt:t_end],[x0 y0 vx0 vy0]);
%绘制水星运动轨迹
plot(y(:,1),y(:,2),'LineWidth',1.5);
title('Mercury Orbit');
xlabel('x (m)');
ylabel('y (m)');
axis equal;
grid on;
```
该程序中,使用了Matlab内置的ode45函数求解二阶常微分方程组,其中运动方程包括了广义相对论对万有引力定律的修正项。程序运行后,将会绘制出水星的运动轨迹,并可以观察到轨道进动的现象。需要注意的是,该程序中的初始条件和参数设置仅供参考,实际模拟中可能需要根据具体情况进行调整。
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