Grawitacja i astronomia · Pierwsze i drugie prawo Keplera

Pierwsze i drugie prawo Keplera

Pierwsze prawo Keplera

Planeta obiega Słońce po elipsie, a Słońce znajduje się w jednym z ognisk. Okrąg jest szczególnym przypadkiem elipsy, w którym oba ogniska się pokrywają. Najbliższy punkt orbity wokół Słońca to peryhelium, a najdalszy — aphelium. Odległość od ciała centralnego mierzymy od jego środka.

Drugie prawo Keplera

Promień łączący planetę ze Słońcem zakreśla równe pola w równych odstępach czasu. Dlatego planeta porusza się szybciej blisko Słońca, a wolniej, gdy jest dalej. W peryhelium i aphelium prędkość jest prostopadła do promienia. Zachowanie momentu pędu daje rPvP=rAvAr_Pv_P=r_Av_A, gdzie rP,rAr_P,r_A są odległościami od Słońca, a vP,vAv_P,v_A — prędkościami w tych punktach. Ponieważ rP<rAr_P<r_A, w peryhelium planeta porusza się szybciej.

Ruch po orbicie eliptycznej

Na orbicie eliptycznej szybkość planety się zmienia. Użyj pierwszego prawa, gdy opisujesz kształt orbity, a drugiego — gdy porównujesz ruch w różnych jej punktach. Trzecie prawo łączy okres obiegu z rozmiarem orbity i jest omówione w osobnym temacie.