قانون كبلر الثاني: ماذا يقول؟

ال قانون كبلر الثاني، المعروف أيضًا باسم قانون المناطق ، تم إنشاؤه بواسطة يوهانس كبلر لشرح المدار الغريب للمريخ الذي تم رصده. يصف هذا القانون أن الجسم الذي يدور حول آخر ، والأخير في إطار الراحة ، سيغطي مناطق متساوية في فترات زمنية متساوية.

النتيجة الرئيسية لهذا القانون هي الاختلاف الذي يحدث في السرعة المدارية ، لأنه عندما يكون الكوكب في الحضيض ، أي أنه أقرب إلى الشمس ، سيكون له سرعة أكبر ، ولكن إذا كان في الأوج ، أي بعيدًا عن الشمس ، سيكون له سرعة الأصغر.

اقرأ أيضا: ثلاثة أخطاء شائعة في دراسة الجاذبية الكونية

ملخص قانون كبلر الثاني

• كان يوهانس كيبلر الفيزيائي المسؤول عن الدراسة والملاحظات الواردة في الثلاثة قوانين كبلر.

• تم تطوير قوانين كبلر بناءً على نتائج يوهانس كبلر حول مدار المريخ.

• تصف المدارات حول الشمس المسارات الإهليلجية ، حيث تكون الشمس في إحدى بؤر القطع الناقص.

• يصف قانون كبلر الثاني أن الأجسام التي تدور حول جسم آخر في حالة راحة تقوم بإزاحة مساوية متساوية في فترات زمنية متساوية.

• هذا القانون هو نتيجة لمبدأ الحفاظ على الزخم الزاوي.

• السرعة المدارية للكوكب عند الحضيض أكبر مما كانت عليه في الأوج.

ماذا يقول قانون كبلر الثاني؟

بناءً على الملاحظات والأدلة المتعلقة بمدار غريب الأطوار لـ كوكب المريخ، التي وصفت حركة بيضاوية بسرعات مدارية متفاوتة وفقًا لاقترابها وخروجها عنالشمس، طور يوهانس كيبلر (1571-1630) قانونه الثاني ، والذي يسمى أيضًا قانون المناطق.

ينص بيان قانون كبلر الثاني على ما يلي:

"متجه نصف القطر الذي يربط كوكب بالشمس يصف مناطق متساوية في أوقات متساوية."

باستخدام الشكل كمثال ، يخبرنا القانون بذلك وقت المرور عبر المنطقة 1 سيكون هو نفسه بالنسبة للمنطقة 2، طالما أن هذه المناطق هي نفسها ، حتى لو بدت بأحجام مختلفة.

نتيجة لذلك ، تخضع السرعة المدارية للتغييرات ، حيث إذا كان الجسم أقرب إلى الشمس (الحضيض الشمسي) ، فستكون السرعة أكبر ، ولكن إذا كان بعيدًا (الأوج) ، فسيكون أصغر.

الخامس_الحضيض > V._اوج

ومن الجدير بالذكر أن قوانين كبلر لا تعمل فقط في مدارات الكواكب حول الشمس ، ولكن أيضًا لأي جسم يدور حول شخص آخر في حالة راحة وعندما يكون التفاعل بينهما جاذبية.

كمثال لدينا الأقمار الصناعية الطبيعية ، مثل القمر، الذي يدور حول أرض، وأقمار كوكب زحل، التي تدور حول هذا الكوكب ، وفقًا لهذه القوانين. في هذه الحالات ، الأرض وزحل هما المرجعان الساكنان على التوالي.

اقرأ أيضا: ماذا سيحدث إذا توقفت الأرض عن الدوران؟

صيغة قانون كبلر الثاني

الصيغة التي تصف قانون كبلر الثاني هي:

\ (\ frac {A_1} {∆t_1} = \ frac {A_2} {∆t_2} \)

• \(إلى 1\ \)و \ (أ_2 \)هي المناطق التي تتألف منها الحركة ، مقاسة بـ.

• \ (∆t_1 \)و \ (∆t_2 \)هي التغيرات في الوقت التي تحدث في الإزاحة ، وتُقاس بالثواني.

كيف تطبق قانون كبلر الثاني؟

يُستخدم قانون كبلر الثاني عند العمل على إزاحة الأجرام السماوية بمساحات متساوية ، وبالتالي في فترات زمنية متساوية.

وبذلك يمكن استخدامه في دراسة حركة الكواكب حول الشمس أو غيرها النجوم; من الأقمار الصناعية الطبيعية والاصطناعية حول الكواكب ، من بين أمور أخرى.

درس بالفيديو عن قوانين كبلر

تمارين حلها على قانون كبلر الثاني

السؤال 01

(Unesp) تحليل حركة كوكب في نقاط مختلفة في مساره حول الشمس ، كما هو موضح في الشكل أ. بالنظر إلى الامتدادات بين النقطتين A و B وبين النقطتين C و D ، يمكن القول ،

(أ) بين A و B ، المنطقة التي اجتاحها الخط الذي يربط الكوكب بالشمس أكبر من تلك الواقعة بين C و D.

(B) إذا كانت المساحات المظللة متساوية ، يتحرك الكوكب بسرعة أكبر في الامتداد بين A و B.

(ج) إذا كانت المساحات المظللة متساوية ، يتحرك الكوكب بسرعة أكبر في الامتداد بين C و D.

(د) إذا تساوت المساحات المظللة ، يتحرك الكوكب بنفس السرعة في كلا القسمين.

(هـ) إذا كانت المناطق المظللة متساوية ، فإن الوقت الذي يستغرقه الكوكب للانتقال من أ إلى ب يكون أطول من الفترة بين ج ود.

الدقة:

البديل ب. بافتراض أن المناطق المظللة متساوية ، بموجب قانون كبلر الثاني ، يمكن استنتاج أن الكوكب سيتحرك مع أسرع في الحضيض ، عندما يكون أقرب إلى الشمس ، وأبطأ في الأوج عندما يكون بعيدًا عن الشمس. الشمس. لذلك ، في الفترة AB ، سيكون لها سرعة أعلى.

السؤال 2

(غير مسجل) مدار كوكب ما هو بيضاوي الشكل وتحتل الشمس إحدى بؤره ، كما هو موضح في الشكل (خارج النطاق). المناطق التي تحدها ملامح OPS و MNS لها مناطق تساوي A.

إذا \(أعلى\) و \ (t_MN \) هي الفترات الزمنية التي يقضيها الكوكب لاجتياز قسمي OP و MN ، على التوالي ، بسرعات متوسطة \ (v_OP \) و \ (v_MN \)يمكن القول:

ال) \ (t_OP> t_MN \) و \ (v_OP

ب) \ (t_OP = t_MN \) و \ (v_OP> v_MN \)

ç) \ (t_OP = t_MN \) و \ (v_OP

د) \ (t_OP> t_MN \) و \ (v_OP> v_MN \)

و)\ (t_OP و \ (v_OP

الدقة:

البديل ب. وفقًا لقانون كبلر الثاني ، فإن المناطق التي تحدها حدود OPS و MNS تحدث على فترات زمنية متساوية ، لذلك \ (t_OP = t_MN \). أيضًا ، ستكون السرعة عند الحضيض أكبر مما كانت عليه في الأوج ، لذلك \ (v_OP> v_MN \).

بقلم باميلا رافايلا ميلو
مدرس الفيزياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-de-kepler.htm