Prawa Keplera

Johannes Kepler żył w latach 1571 - 1630. Był niemieckim astronomem i matematykiem. Na podstawie obserwacji astronomicznych prowadzonych bardzo dokładnie (jak na owe czasy) przez Tychona Brahe (1546 - 1601, duński astronom) sformułował trzy prawa ruchu planet. Prawa te zostały więc odkryte doświadczalnie. Można je wyprowadzić analizując ruch ciał wokół siebie pod wpływem siły grawitacji. Należy tylko zastosować prawo powszechnej grawitacji i zasadę zachowania momentu pędu ciał.

I prawo Keplera:

Każda elipsa ma wielką półoś a - jest to połowa odległości między najdalszymi punktami elipsy (jest to jednocześnie średnia odległość planety od Słońca).
Punkty O1 i O2 to ogniska elipsy.

II prawo Keplera:

Prędkość polowa planety jest to stosunek pola zakreślonego przez promień wodzący planety do czasu, w którym to pole zostało zakreślone. Na rysunku pola te są zakropkowane. II prawo Keplera jest innym sformułowaniem zasady zachowania momentu pędu.
W ruchu wokół Słońca każda planeta zbliża się do Słońca najbardziej, przechodząc przez peryhelium (punkt przysłoneczny) i oddala się od niego najbardziej, przechodząc przez aphelium (punkt odsłoneczny). Gdy rozważamy ruch Księżyca i sztucznych satelitów wokół Ziemi, to mówimy o ich perygeum - punkcie najbliższym Ziemi i o apogeum - punkcie najdalszym od Ziemi.
Z drugiego prawa Keplera wynika, że planeta przechodząc przez peryhelium posiada prędkość liniową o największej wartości, a przechodząc przez aphelium posiada prędkość liniową o najmniejszej wartości.

III prawo Keplera:

Z powyższego prawa wynika, że kwadraty obiegu planet wokół Słońca są proporcjonalne do sześcianów ich średnich odległości od Słońca. Inaczej mówjąc im planeta znajduje się dalej od Słońca, to jej rok (okres obiegu wokół Słońca) jest dłuższy. Rok Jowisza wynosi np. 12, a Neptuna 165 lat ziemskich.