где
постоянная тяготения, а
есть расстояние между телами
и Р.
Абсолютная система координат
на практике не является удобной. Поэтому приходится пользоваться другими системами координат.
2. Дифференциальные уравнения относительного движения.
Возьмем прямоугольную систему координат
с началом в центре масс тела
с осями
соответственно параллельными осям
Тогда формулы преобразования координат имеют вид
Дифференциальные уравнения относительного движения тела Р запишутся следующим образом:
где
Дифференциальные уравнения (2.1.04) описывают невозмущенное кеплеровское движение планеты относительно Солнца, невозмущенное движение спутника относительно планеты, невозмущенное движение искусственного спутника относительно Земли и т. д.
3. Дифференциальные уравнения относительного движения в цилиндрических координатах. Введем цилиндрические координаты
по формулам
Тогда дифференциальные уравнения движения тела Р относительно
будут иметь вид
где
а
определяется формулой (2.1.05)
4. Дифференциальные уравнения относительного движения в сферических координатах. Пусть
— сферические координаты, определяемые формулами
Тогда движение тела Р относительно
описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
где
дается формулой (2.1.05).
5. Дифференциальные уравнения относительного движения в форме Клеро — Лапласа. Из второго уравнения (2.1.07) находим интеграл площадей
где с — произвольная постоянная. Если в начальный момент
-
Введем переменные и и
по формулам
Тогда, приняв за независимую переменную долготу Я, уравнения (2.1.07) можно преобразовать к виду
После того как из уравнений (2.1.12) переменные
будут найдены как функции к, уравнение (2.1.10) позволит связать долготу
со временем
Дифференциальные уравнения в форме Клеро — Лапласа были использованы Лапласом в теории движения Луны.
6. Каноническая форма уравнений относительного движения.
Уравнения (2.1.04) можно записать в канонической форме:
где
Примем теперь за обобщенные координаты
сферические координаты
Тогда обобщенные импульсы
определятся формулами
а канонические уравнения движения запишутся в виде
где
есть функция Гамильтона в новых переменных.