Le leggi di Keplero descrivono il moto dei pianeti intorno al sole e furono pubblicate tra il 1609 e il 1619 da Giovanni Keplero.


  • Prima legge di Keplero

Ogni pianeta si muove lungo联合国'ellisse con溶胶e situato in un centro dell'ellisse. Per essere più precisi: sole e pianeti orbitano intorno al lorobaricentro.


  • Seconda legge di Keplero

Una linea immaginaria che unisce qualsiasi pianeta al sole spazza aree uguali in tempi uguali. Questa legge è illustrata nella figura 1. Il tempo che impiega un pianeta a spostarsi dalla posizione 1 alla 2, spazzando l'area 'A' è esattamente il tempo impiegato per spostarsi dalla posizione 3 alla 4, spazzando l'area 'B', queste aree sono uguali, A=B. Come si può dimostrare, questa legge è una conseguenza della conservazione del momento angolare.


  • Terza legge di Keplero

Il quadrato del periodo di qualsiasi pianeta è proporzionale al cubo del semiasse maggiore dell'orbita, i.e. T2~ a3, con 'T' che denota il periodo e 'a' il semiasse maggiore dell'orbita (vedi Figura 1). Per il caso speciale di un'orbita circolare(a=r) questo può essere dimostrato equiparando la forza gravitazionale allaforza centripetae sostituendo la velocità orbitale, vista nella figura 1, sotto l'illustrazione.

Illustrazione delle leggi di Keplero. L'ellisse blu con una piccola sfera blu sul bordo, e una sfera gialla più grande posta a destra del centro dell'ellisse rappresenta il moto di un pianeta intorno al sole. La posizione iniziale di un pianeta blu è segnata dal numero 1, la sua seconda posizione, un po' al di sopra della prima, è segnata dal numero due, e la distanza percorsa dal pianeta dal punto 1 al punto 2 è rappresentata dalla piccola lettera t. Il sole e i due punti di posizione creano una zona grigia in mezzo, rappresentata dalla lettera A maiuscola. Allo stesso modo, ma dall'altra parte dell'ellisse, le due posizioni successive del pianeta sono rappresentate dai numeri 3 e 4, con una distanza percorsa dal pianeta espressa dalla lettera minuscola t. L'area grigia tra il sole e le posizioni 3 e 4 è segnata dalla lettera maiuscola B. Il sole è posto più vicino alle prime due posizioni che alle posizioni 3 e 4, quindi le aree A e B hanno forme diverse. Sotto l'illustrazione, una derivazione per l'equazione del periodo dell'oggetto orbitante afferma che il periodo al quadrato è uguale a quattro volte pi greco al quadrato, diviso per la forza gravitazionale per la massa dell'oggetto grande, per il raggio dell'orbita.

Figura 1:Illustrazione della prima e della seconda legge. Si noti che tutti i pianeti, tranne Mercurio, hanno orbite quasi circolari e che l'illustrazione data è molto esagerata.

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