Jaké jsou Keplerovy zákony?
Keplerovy zákony jsou tři rovnice, které řídí pohyb astronomických těl. Keplerovy zákony byly poprvé objeveny astronomem 17. století Johannes Kepler při analýze údajů shromážděných Tycho Brahe. Keplerovy zákony jsou rozšířením dřívější heliocentrické teorie Copernicus a nakonec vydláždily cestu pro úplnou teorii Isaaca Newtona o tom, jak těla interagují. Newtonovy rovnice gravitace a pohybu lze použít k odvození Keplerových zákonů, pokud předpokládáte, že existují pouze dvě těla, z nichž jedna je pevná, a jedna z nich obíhá při menší než únikové rychlosti. Ačkoli Keplerovy zákony byly původně vyvinuty pro vysvětlení planetárních pohybů, vztahují se na jakékoli tělo, které je na oběžné dráze kolem mnohem masivního těla.
První z Keplerových zákonů uvádí, že planeta nebo jakýkoli jiný objekt na oběžné dráze kolem slunce sleduje eliptickou cestu se sluncem na jednom zaměření. Tvar těchto elips závisí na sluneční hmotě, poloze planety a rychlosti planety. ASada šesti čísel, nazývaných Keplerian Elements, lze použít k určení přesné cesty, kterou planeta sleduje.
Druhá z Keplerových zákonů říká, že planeta na oběžné dráze sleduje stejné oblasti ve stejných dobách. Pokud nakreslíte čáru z planety na slunce a sčítáte oblast, kterou linie zametá během daného časového intervalu, je vždy konstantní. Tento zákon je důsledkem zachování úhlové hybnosti; Pokud se planeta pohybuje rychleji, musí být také blíže k Slunci. Zvýšení oblasti pokryté z většího úhlového pohybu a snížení oblasti pokryté z kratší vzdálenosti, se musí přesně navzájem zrušit.
Třetí zákon uvádí, že čtvereční období oběžné dráhy musí být přímo úměrné krychli semi-majorské ose orbity. Osa polo-major je polovina celkové vzdálenosti mezi perihelionem nebo nejbližším přístupem ke slunci,a aphelion nebo nejvzdálenější vzdálenost od slunce. Planeta velmi daleko od slunce, jako je Neptun, má mnohem větší oběžnou dráhu; Také se pohybuje pomaleji a trvá více času na pokrytí stejné vzdálenosti než planeta, jako je Merkur. Přesný vztah mezi orbitálním obdobím, semi-majorskou osou, hmotou a gravitační konstantou později vypracoval Isaac Newton.