Wat zijn de wetten van Kepler?
De wetten van Kepler zijn drie vergelijkingen die de beweging van astronomische lichamen regelen. De wetten van Kepler werden voor het eerst ontdekt door de 17e -eeuwse astronoom Johannes Kepler tijdens het analyseren van gegevens verzameld door Tycho Brahe. De wetten van Kepler zijn een uitbreiding van de eerdere heliocentrische theorie van Copernicus en hebben uiteindelijk de weg vrijgemaakt voor de volledige theorie van Isaac Newton over hoe lichamen op elkaar inwerken. De vergelijkingen van zwaartekracht en beweging van Newton kunnen worden gebruikt om de wetten van Kepler af te leiden, als u aanneemt dat er slechts twee lichamen zijn, waarvan er één is vastgesteld, en waarvan er één in een baan om de snelheid van de ontsnapping is. Hoewel de wetten van Kepler oorspronkelijk werden ontwikkeld om planetaire bewegingen te verklaren, zijn ze van toepassing op elk lichaam dat in een baan rond een veel massant lichaam is.
De eerste van de wetten van Kepler stelt dat een planeet, of een ander object in een baan rond de zon, een elliptisch pad volgt met de zon op één focus. De vorm van deze ellipsen hangt af van de massa van de zon, de positie van de planeet en de snelheid van de planeet. ASet van zes nummers, de Kepleriaanse elementen genoemd, kan worden gebruikt om het exacte pad op te geven dat een planeet opspoort.
De tweede van de wetten van Kepler zegt dat een planeet in een baan in een baan in gelijke tijden spreekt. Als je een lijn van de planeet naar de zon trekt en het gebied optelt waar de lijn tijdens een bepaald tijdsinterval overheen veegt, is deze altijd constant. Deze wet is een gevolg van het behoud van hoekmomentum; Als de planeet sneller beweegt, moet deze ook dichter bij de zon zijn. De toename van het gebied dat wordt bedekt met de grotere hoekbeweging en de afname van het gebied dat wordt bedekt met de kortere afstand, moet elkaar precies annuleren.
De derde wet stelt dat het kwadraat van de periode van de baan recht evenredig moet zijn met de kubus van de semi-major-as van de baan. De semi-major-as is de helft van de totale afstand tussen de perihelion, of het dichtst bij de zon,en de aphelion, of de verste afstand van de zon. Een planeet heel ver van de zon, zoals Neptunus, heeft een veel grotere baan; Het beweegt ook langzamer en neemt meer tijd om dezelfde afstand te bedekken dan een planeet als Mercurius. De exacte relatie tussen orbitale periode, semi-major as, massa en de zwaartekrachtconstante werd later uitgewerkt door Isaac Newton.