§ 2. Возмущенное движение Кеплера
1. Случай центральной возмущающей силы.
Если мы предположим, что кроме ньютоновой силы § 1,(1) действует еще возмущающая сила, потенциал которой
есть заданная функция от
то мы получим возмущающую функцию
вводя в
канонические переменные § 1, (25), соответствующие невозмущенной системе, движению Кеплера. Если мы разложим
в точке а по степеням
и ограничимся только членами первой степени, то из § 1, (39) получится:
где для а везде нужно вставить его значение, выраженное через
по § 1, (38). Уравнение (1) соответствует общей формуле гл. V, § 1,(34). Для вековой части В возмущающей функции
к которой относятся все члены, не содержащие
из (1) следует:
В таком случае из теории гл. V, 3 следует, что
не может испытывать никаких вековых возмущений. Дифференциальные уравнения для вековых возмущений величин
их, согласно гл. V, § 1, (41), имеют в нашем случае по (2) вид:
Так как, еогласно § 1, (38) заданием
определяются также величины
то при возмущении центральной силой эллипс Кеплера сохраняет в среднем за период свою величину и форму. Он испытывает только как целое медленные вековые изменения положения. Действительно, из первого уравнения (3) следует:
Так как, согласно § 1, (25),
то линия апсид эллипса Кеплера (направление на перигелий) испытывает медленные вращения с угловой скоростью о, движение перигелия. При этбм
остаются постоянными, так как они совсем не входят в В. Так как центральная сила ни в коем случае не может вывести массу
из плоскости эллипса Кеплера, то элементы орбиты
определенные величинами
не могут изменяться. Легко видеть, что а только в том случае может совсем (т. е. для всех значений а) исчезнуть, когда
есть потенциал ньютоновой силы, т. е.
Чтобы вычислить "выражение энергии" в смысле гл. V, § 3, (20), мы должны принять в расчет, что вместо
нужно вставить выражение энергии