无需登录 数据私有 本地保存

太阳系轨道模拟器 - 简化牛顿引力3D

21
0
0
0
太阳系轨道模拟器
🌌 探索行星
点击行星或右侧图例查看详情

常见问题与知识点

什么是牛顿万有引力定律?
牛顿万有引力定律指出:任意两个质点之间的引力与它们的质量乘积成正比,与距离的平方成反比。公式为 F = G·M·m / r²。本模拟器使用简化版(GM=1000)来展示行星轨道运动,所有行星围绕中心太阳运行。
为什么行星轨道是椭圆形的?
在牛顿引力下,行星轨道理论上是椭圆(开普勒第一定律)。本模拟器中,初始条件设置为近似圆形轨道——切向速度恰好满足 v = √(GM/r)。但数值积分会引入微小误差,且多体引力扰动也会使轨道略微偏离完美圆形。
模拟器中的时间速度代表什么?
1x速度下,每帧物理步长为1/60秒(约16.7ms)。5x意味着模拟速度快5倍,适合观察外行星的完整轨道周期。海王星在1x速度下绕太阳一圈需要较长时间,建议调高倍速观察。
如何操作视角?
鼠标左键拖拽旋转视角,滚轮缩放,右键平移。移动端支持单指旋转、双指缩放和平移。点击"重置视角"按钮可恢复默认鸟瞰视图。点击右侧图例中的行星名称可快速聚焦该行星。
模拟的行星数据是真实比例吗?
行星大小和轨道半径经过了视觉优化(非真实比例)。真实太阳系中,行星相对于轨道距离非常微小。本模拟器放大了行星尺寸以便观察,但轨道相对间距大致保持了比例关系。土星环也是艺术化呈现。
数值积分方法是什么?
本模拟器使用半隐式欧拉方法(Symplectic Euler)进行数值积分,相比显式欧拉方法能更好地保持系统能量守恒,使轨道长期稳定。公式为:v(t+dt)=v(t)+a(t)·dt,然后 p(t+dt)=p(t)+v(t+dt)·dt。