Ποιοι είναι οι νόμοι του Kepler;

Οι νόμοι του Kepler είναι τρεις εξισώσεις που διέπουν την κίνηση των αστρονομικών φορέων.Οι νόμοι του Kepler ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον αστρονόμο του 17ου αιώνα Johannes Kepler ενώ αναλύουν τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον Tycho Brahe.Οι νόμοι του Kepler είναι μια επέκταση της προηγούμενης ηλιοκεντρικής θεωρίας του Copernicus και τελικά άνοιξαν το δρόμο για την πλήρη θεωρία του Isaac Newton για το πώς αλληλεπιδρούν τα σώματα.Οι εξισώσεις βαρύτητας και κίνησης του Νεύτωνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αντλήσουν τους νόμους του Kepler, αν υποθέσετε ότι υπάρχουν μόνο δύο σώματα, ένα από τα οποία είναι σταθερά και ένα από τα οποία περιστρέφεται σε λιγότερο από την ταχύτητα διαφυγής.Παρόλο που οι νόμοι του Kepler αναπτύχθηκαν αρχικά για να εξηγήσουν τις πλανητικές κινήσεις, ισχύουν για οποιοδήποτε σώμα που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα πολύ πιο μαζικό σώμα.

Ο πρώτος από τους νόμους του Kepler δηλώνει ότι ακολουθεί ένας πλανήτης ή οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο σε τροχιά γύρω από τον ήλιο.Ένα ελλειπτικό μονοπάτι με τον ήλιο σε μια εστίαση.Το σχήμα αυτών των ελλείψεων εξαρτάται από τη μάζα του ήλιου, τη θέση του πλανήτη και την ταχύτητα του πλανήτη.Ένα σύνολο έξι αριθμών, που ονομάζεται Keplerian στοιχεία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει την ακριβή διαδρομή που ένας πλανήτης εντοπίζει.

Ο δεύτερος από τους νόμους του Kepler λέει ότι ένας πλανήτης σε τροχιά εντοπίζει ίσες περιοχές σε ίσους χρόνους.Εάν τραβήξετε μια γραμμή από τον πλανήτη στον ήλιο και προσθέστε την περιοχή που η γραμμή σαρώνει κατά τη διάρκεια ενός δεδομένου χρονικού διαστήματος, είναι πάντα σταθερή.Αυτός ο νόμος είναι συνέπεια της διατήρησης της γωνιακής ορμής.Εάν ο πλανήτης κινείται γρηγορότερα, πρέπει επίσης να είναι πιο κοντά στον Ήλιο.Η αύξηση της περιοχής που καλύπτεται από τη μεγαλύτερη γωνιακή κίνηση και η μείωση της περιοχής που καλύπτεται από τη βραχύτερη απόσταση πρέπει να ακυρωθεί ακριβώς.

Ο τρίτος νόμος δηλώνει ότι το τετράγωνο της περιόδου της τροχιάς πρέπει να είναι άμεσα ανάλογη μεΟ κύβος του ημι-major άξονα της τροχιάς.Ο ημι-major άξονας είναι το ήμισυ της συνολικής απόστασης μεταξύ του περιχείου ή της πλησιέστερης προσέγγισης στον ήλιο και του αφελίου ή της μεγαλύτερης απόστασης από τον ήλιο.Ένας πλανήτης πολύ μακριά από τον ήλιο, όπως ο Ποσειδώνας, έχει πολύ μεγαλύτερη τροχιά.κινείται επίσης πιο αργά, παίρνοντας περισσότερο χρόνο για να καλύψει την ίδια απόσταση από έναν πλανήτη όπως ο υδράργυρος.Η ακριβής σχέση μεταξύ της τροχιακής περιόδου, του ημι-major άξονα, της μάζας και της βαρυτικής σταθεράς αργότερα επεξεργάστηκε ο Isaac Newton.