Quais são as leis de Kepler?
As leis de Kepler são três equações que governam o movimento dos corpos astronômicos. As leis de Kepler foram descobertas pelo astrônomo do século 17 Johannes Kepler ao analisar os dados coletados por Tycho Brahe. As leis de Kepler são uma extensão da teoria heliocêntrica anterior de Copérnico e, eventualmente, abriram o caminho para a teoria completa de Isaac Newton de como os corpos interagem. As equações de Newton de gravidade e movimento podem ser usadas para derivar as leis de Kepler, se você assumir que existem apenas dois corpos, um dos quais é fixo e um deles orbita a velocidade menor que a de escape. Embora as leis de Kepler tenham sido originalmente desenvolvidas para explicar os movimentos planetários, elas se aplicam a qualquer corpo que esteja em órbita em torno de um corpo muito mais massivo.
A primeira das leis de Kepler afirma que um planeta, ou qualquer outro objeto em órbita ao redor do Sol, segue um caminho elíptico com o Sol em um foco. A forma dessas elipses depende da massa do Sol, da posição do planeta e da velocidade do planeta. Um conjunto de seis números, chamados de elementos keplerianos, pode ser usado para especificar o caminho exato que um planeta traça.
A segunda das leis de Kepler diz que um planeta em órbita traça áreas iguais em tempos iguais. Se você desenhar uma linha do planeta para o Sol e adicionar a área que a linha varre durante um determinado intervalo de tempo, ela será sempre constante. Esta lei é uma conseqüência da conservação do momento angular; se o planeta está se movendo mais rápido, também deve estar mais perto do sol. O aumento da área coberta pelo movimento angular maior e a diminuição da área coberta pela distância mais curta devem ser cancelados exatamente um ao outro.
A terceira lei afirma que o quadrado do período da órbita deve ser diretamente proporcional ao cubo do eixo semi-principal da órbita. O eixo semi-principal é metade da distância total entre o periélio, ou a aproximação mais próxima do Sol, e o afélio, ou a distância mais distante do Sol. Um planeta muito longe do Sol, como Netuno, tem uma órbita muito maior; também se move mais devagar, levando mais tempo para percorrer a mesma distância que um planeta como Mercúrio. A relação exata entre período orbital, eixo semi-maior, massa e constante gravitacional foi posteriormente elaborada por Isaac Newton.