Aprenda cómo las leyes de Kepler analizan elipses, excentricidad y momento angular como parte de la física del sistema solar.Las leyes de Kepler del movimiento planetario se explican en cinco preguntas. Enciclopedia Británica INC. Ver todos los videos de este artículo
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Conozca cómo Johannes Kepler desafió el sistema copernicano de movimiento planetario la teoría del sistema solar de Kepler. Encyclopædia Britannica, Inc. Ver todos los videos de este artículo
Leyes de Kepler del movimiento planetario , en astronomía y clásica física , leyes que describen los movimientos de la planetas en el sistema solar . Fueron derivados por el astrónomo alemán Johannes Kepler, cuyo análisis de las observaciones del astrónomo danés del siglo XVI Tycho Brahe le permitió anunciar sus dos primeras leyes en el año 1609 y una tercera ley casi una década después, en 1618. El propio Kepler nunca enumeró estas leyes ni las distinguió especialmente de sus otros descubrimientos.
Primera ley de Kepler Primera ley de movimiento planetario de Kepler. Todos los planetas se mueven alrededor del Sol en órbitas elípticas, con el Sol como un foco de la elipse. Encyclopædia Britannica, Inc./Patrick O'Neill Riley
Preguntas principalesLa primera ley de Kepler significa que planetas moverse alrededor del sol en elíptico órbitas. Una elipse es una forma que se asemeja a un círculo aplanado. Cuánto se aplana el círculo se expresa por su excentricidad. La excentricidad es un número entre 0 y 1. Es cero para un círculo perfecto.
La excentricidad de un elipse mide qué tan aplanado está un círculo. Es igual a la raíz cuadrada de [1 - b * b / (a * a)]. La letra a representa el semieje mayor, la mitad de la distancia a través del eje largo de la elipse. La letra b representa el eje semiminor, la mitad de la distancia a través del eje corto de la elipse. Para un círculo perfecto, ayb son iguales, de modo que la excentricidad es cero. La órbita de la Tierra tiene una excentricidad de 0,0167, por lo que es casi un círculo perfecto.
Elipse Lea más sobre elipses.Cuanto tiempo un planeta que tarda en dar la vuelta al Sol (su período, P) está relacionado con la distancia media del planeta al Sol (d). Es decir, el cuadrado del período, P * P, dividido por el cubo de la distancia media, d * d * d, es igual a una constante. Para cada planeta, sin importar su período o distancia, P * P / (d * d * d) es el mismo número.
Mecánica celeste: la naturaleza aproximada de las leyes de Kepler Lea más sobre la naturaleza aproximada de la tercera ley de Kepler.A planeta se mueve más lento cuando está más lejos del Sol porque su momento angular no cambia. Para una órbita circular, el momento angular es igual a la masa del planeta (m) multiplicado por la distancia del planeta al Sol (d) multiplicado por la velocidad del planeta (v). Dado que m * v * d no cambia, cuando un planeta está cerca del Sol, d se vuelve más pequeño a medida que v se vuelve más grande. Cuando un planeta está lejos del Sol, d se vuelve más grande a medida que v se vuelve más pequeño.
De la segunda ley de Kepler se deduce que la Tierra se mueve más rápido cuando está más cerca del Sol. Esto sucede a principios de enero, cuando la Tierra está a unos 147 millones de kilómetros (91 millones de millas) del Sol. Cuando la Tierra está más cerca del Sol, viaja a una velocidad de 30,3 kilómetros (18,8 millas) por segundo.
Las tres leyes planetarias de Kepler movimiento se puede enunciar de la siguiente manera: (1) Todos los planetas se mueven alrededor del Sol en órbitas elípticas, teniendo al Sol como uno de los focos. (2) Un radio vector unirse a cualquier planeta al Sol barre áreas iguales en períodos de tiempo iguales. (3) Los cuadrados de los períodos siderales (de revolución) de los planetas son directamente proporcionales a los cubos de sus distancias medias al Sol. El conocimiento de estas leyes, especialmente la segunda (la ley de áreas), resultó crucial para Sir Isaac Newton en 1684-1685, cuando formuló su famosa ley de gravitación entre la Tierra y la Luna y entre el Sol y los planetas, postulada por él. tener validez para todos los objetos en cualquier lugar del universo . Newton demostró que el movimiento de los cuerpos sujetos a la fuerza gravitacional central no siempre tiene que seguir las órbitas elípticas especificadas por la primera ley de Kepler, sino que puede seguir trayectorias definidas por otras curvas cónicas abiertas; el movimiento puede ser en órbitas parabólicas o hiperbólicas, dependiendo de la energía total del cuerpo. Por lo tanto, un objeto de suficiente energía, por ejemplo, un cometa, puede ingresar al sistema solar y volver a salir sin regresar. A partir de la segunda ley de Kepler, se puede observar además que el momento angular de cualquier planeta alrededor de un eje a través del Sol y perpendicular al plano orbital también es invariable.
Segunda ley de Kepler Segunda ley de movimiento planetario de Kepler. Un vector de radio que une cualquier planeta al Sol barre áreas iguales en períodos de tiempo iguales. Encyclopædia Britannica, Inc./Patrick O'Neill Riley
Tercera ley de Kepler Tercera ley de movimiento planetario de Kepler. Los cuadrados de los períodos siderales ( PAG ) de los planetas son directamente proporcionales a los cubos de sus distancias medias ( D ) del sol. Encyclopædia Britannica, Inc./Patrick O'Neill Riley
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órbitas planetarias: Kepler, Newton y la gravedad Brian Greene demuestra cómo la ley de gravitación de Newton determina las trayectorias de los planetas y explica los patrones en su movimiento encontrados por Kepler. Este video es un episodio de su Ecuación diaria serie. Festival Mundial de la Ciencia (Un socio editorial de Britannica) Ver todos los videos de este artículo
La utilidad de las leyes de Kepler se extiende a los movimientos de los satélites naturales y artificiales, así como a los sistemas estelares y planetas extrasolares. Tal como las formuló Kepler, las leyes, por supuesto, no tienen en cuenta las interacciones gravitacionales (como efectos perturbadores) de los distintos planetas entre sí. El problema general de predecir con precisión los movimientos de más de dos cuerpos bajo sus atracciones mutuas es bastante complicado; analítico soluciones del problema de tres cuerpos son inalcanzables excepto en algunos casos especiales. Cabe señalar que las leyes de Kepler se aplican no solo a la gravitación sino también a todas las demás fuerzas de la ley del cuadrado inverso y, si se tienen en cuenta los efectos relativistas y cuánticos, a las fuerzas electromagnéticas dentro del átomo.
