為什麼地球繞太陽轉軌跡是橢圓的，而不是圓？

題目說地球繞太陽轉，那就是地球的公轉，但地球公轉的速度並非固定不變，而是地球的公轉週期不變。

眾所周知，地球的公轉軌跡是一個橢圓的，而太陽處在橢圓的一個焦點。而地球能夠繞太陽公轉，，自然就是受到了萬有引力，但不能說橢圓軌跡是因為受到萬有引力的結果！

地球為什麼會繞太陽轉？

嚴格地來說，地球並不是單純的受到太陽的引力繞太陽公轉。而是繞著地球與太陽組成系統的的質量中心而轉動（如果不考慮其它天體的影響）。

我們要知道太陽是太陽系的中心天體，而地球只是太陽系中一顆普通的行星，太陽的質量是地球質量的33萬倍，日地的公共質量中心離太陽中心僅450千米。

這個距離與約為70萬千米的太陽半徑相比，實在是微不足道的，與日地1。5億千米的距離相比，那就更小了。

迄今為止，我們也只能根據物理去解釋這個話題，要知道宇宙中並不是任何物質都是靜止不動的，就算再大的物質，它們都是由最小的物質也就是原子組成。

無時無刻都在運轉的以原子核為中心的物質構成了整個宇宙中的所有一切物質的存在，旋轉的質子和電子同時具備了引力的，這就是引力作用的必然結果。

地球公轉是指地球按一定的軌道環繞太陽的運動，方向是自西向東（與自轉方向一致），即地球的北極上空向下俯瞰地球呈現逆時針，從南極上空俯瞰的話就是順時針。

而地球的公轉是一種週期性的圓周運動，因此地球的公轉包括角速度和線速度兩個方面，如果採用一個恆星年作為地球公轉的週期，由於地球公轉的平均角速度是每年360°，也就是經過365。2564日地球公轉360°，計算得知每日公轉0。986°，即平均角速度為1°/天。

又由於地球軌道總長度為940000000千米，換句話說就是經過365。2564日地球就公轉了9。4億千米，可以計算，線速度=940，000，000KM/365天=940，000，000秒/（365x24x3600）秒=29。8千米，大約也就是每秒30千米。

萬有引力定律和開普勒定律。

由於太陽和地球之間有萬有引力的作用，所以導致了地球圍繞太陽作週期性執行，而萬有引力和地球公轉所產生的離心力之間處於平衡狀態，地球才得以穩定執行。

曾經也有科學家們認為行星的執行軌道是標準的圓形，但是隨著開普勒對行星軌道的深入研究，這一說法才漏出了破綻。

開普勒在對火星執行的觀測資料的基礎上編制更加詳細的火星執行週期表，很快他發現火星並不是在軌道上按照正圓形執行，相反火星總是“出軌”。

因此，開普勒認為或許天體的軌道執行應該是帶有一定偏心率的橢圓，在一定的深入研究後，著名的開普勒第一定律和第二定律就這樣誕生了。

由開普勒運動第二定律（對於每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內掃過相等的面積）SAB=SCD=SEK 可以得到。

地球公轉速度與日地距離是有關係的，由於地球的運動軌跡是橢圓軌道，那地球公轉的角速度和線速度就不是一個固定的值，會隨著日地距離的變化而改變。

在近日點時，公轉的速度會比較快，據計算角速度為1°1′11″/日，線速度為30。3千米/秒；在遠日點的時候，地球公轉的速度就比較慢，據計算角速度為57′11″/日，線速度為29。3千米/秒。

地球的公轉帶來的現象：比如四季的形成、季節的變化、晝夜長短的變化和五帶的劃分 等等。

地球在進行公轉時，地軸是傾斜的，並且它的空間指向保持不變。由於地球在公轉軌道的不同位置，地球表面受太陽照射的情況也就不完全相同，就產生了季節。至於地球的公轉為什麼可以形成那麼多現象，這裡就不一一舉例了。

有人這時候提出疑問既然地球繞太陽轉，每個週期的速度可以說是毫秒不差，軌跡卻是橢圓的。

是不是有個力干擾軌道的執行？

其實不然，從開普勒定律我們能夠看出，行星圍繞恆星運轉軌道是橢圓形就是一個定律，並不是由於其它作用力導致的。

這是標準的橢圓方程，其中e為該橢圓的偏心率，也就是說當e＝0時，行星公轉軌道為正圓形；當 0

地球繞太陽公轉軌道是一個橢圓形，這是由地球與太陽之間的距離、公轉初始速度以及太陽質量共同決定的，其偏心率介於0和1之間，並非有另外的一個作用力干擾。

地球的公轉軌道為什麼是橢圓？

我們知道，太陽是在太陽系的中心，然後八大行星一圈一圈的以圓形圍繞太陽進行運動。但是實際上根據開普勒第一定律，地球圍繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，而且這個橢圓的偏心率e＝0。0549，非常接近標準圓。

在太陽系內，各個行星圍繞太陽進行運動，在此同時太陽系也在銀河系中圍繞著銀心運動，這樣就可以理解為是太陽在牽引著各個行星圍繞銀心運動。

那也就是說我們的地球是在小範圍內圍繞太陽運動，大範圍內圍繞銀心運動，於是地球就受到了兩個離心力。

那如果當地球運動到太陽與銀心之間時，此時的兩個離心力方向相反，離心力就會減小，這個時候地球受到太陽的萬有引力將大於離心力，於是地球會向太陽靠近，形成了近日點。

如果當地球位於太陽和銀心的同側，兩離心力方向相同，離心力發生疊加會變大，太陽的萬有引力小於離心力，地球就會發生遠離太陽的現象，這個時候形成了遠日點，這就形成了一個橢圓軌道。

舉個例子來理解一下，如果站在公交車裡，車子向右側轉彎，這個時候你肯定會因為離心力增加而被甩向左側。我們也可以透過計算來證明地球公轉呈現橢圓軌跡，由圓周運動的向心力公式F=mv/r，這時的向心力F為是由太陽引力的GMm/r提供。

所以就有mv/r=GMm/r，得地球的公轉速度v=√GM/r（r是日地平均距離，M為太陽質量，G為萬有引力常數），透過這個式子可以發現地球的公轉速度只與日地距離有關，而日地距離會發生變化，所以速度也會發生變化。