Вторият закон на Кеплер: какво казва?

THE Вторият закон на Кеплер, известен още като закон за областите, е създаден от Йоханес Кеплер за да обясни наблюдаваната екзотична орбита на Марс. Този закон описва, че тяло, обикалящо около друго, последното в рамка на покой, ще покрива равни площи за равни интервали от време.

Основната последица от този закон е изменението, което възниква в орбиталната скорост, тъй като когато планетата е в перихелий, тоест по-близо до Слънцето ще има по-голяма скорост, но ако е в афелия, тоест по-далече от Слънцето, ще има скорост по-малък.

Прочетете също: Три често срещани грешки, допускани при изучаването на универсалната гравитация

Резюме на втория закон на Кеплер

  • Йоханес Кеплер беше физикът, отговорен за изследването и наблюденията, съдържащи се в трите Законите на Кеплер.

  • Законите на Кеплер са разработени въз основа на констатациите на Йоханес Кеплер за орбитата на Марс.

  • Орбитите около Слънцето описват елипсовидни пътища, в които Слънцето е в един от фокусите на елипсата.

  • Вторият закон на Кеплер описва, че телата, обикалящи около друго тяло в покой, правят еднакви по площ измествания през равни интервали от време.

  • Този закон е следствие от принципа на запазване на ъгловия импулс.

  • Орбиталната скорост на планетата в перихелий е по-голяма, отколкото в афелия.

Какво казва вторият закон на Кеплер?

Въз основа на наблюдения и доказателства относно ексцентричната орбита на Марс, който описва елиптично движение и с орбитални скорости, вариращи в зависимост от неговото приближаване и отклонение отслънце, Йоханес Кеплер (1571-1630) разработва втория си закон, наричан още закон за областите.

Изявлението на втория закон на Кеплер гласи, както следва:

„Радиус векторът, свързващ планета със Слънцето, описва равни площи за равни времена.“

Представяне на 2-ри закон на Кеплер от художник.

Използвайки фигурата като пример, законът ни казва това времето за преминаване през зона 1 ще бъде същото за зона 2, стига тези области да са еднакви, дори и да изглеждат с различни размери.

В резултат на това орбиталната скорост претърпява промени, при които, ако тялото е по-близо до Слънцето (перихелий), скоростта ще бъде по-голяма, но ако е по-далеч (афелий), ще бъде по-малка.

VПерихелион > Вафелий

Струва си да се спомене, че законите на Кеплер не работят само за орбитите на планети около Слънцето, но и за всяко тяло, обикалящо около друго, което е в покой и когато взаимодействието между тях е гравитационно.

Като пример имаме естествените спътници, като например луна, който обикаля около Земята, и луните на Сатурн, които обикалят около тази планета, следвайки тези закони. В тези случаи Земята и Сатурн са референциите в покой съответно.

Прочетете също: Какво би станало, ако Земята спре да се върти?

Формула на втория закон на Кеплер

Формулата, която описва втория закон на Кеплер е:

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

  • \(ДО 1\ \)и \(A_2\)са площите, обхванати от движението, измерени в .

  • \(∆t_1\)и \(∆t_2 \)са промените във времето, които настъпват в изместването, измерени в секунди.

Как да приложим втория закон на Кеплер?

Вторият закон на Кеплер се използва винаги, когато се работи с премествания на небесни тела с равни площи и следователно на равни интервали от време.

По този начин може да се използва при изследване на движението на планетите около Слънцето или др звезди; на естествени и изкуствени спътници около планетите, наред с други.

Видео урок за законите на Кеплер

Решени упражнения по втория закон на Кеплер

Въпрос 01

(Unesp) Анализирайте движението на планета в различни точки от нейната траектория около Слънцето, както е показано на фигура А. Като се имат предвид участъците между точки A и B и между точки C и D, може да се каже, че

Илюстрация на движението на планетата около Слънцето

(A) Между A и B, площта, изметната от линията, свързваща планетата със Слънцето, е по-голяма от тази между C и D.

(B) ако сенчестите зони са равни, планетата се движи с по-голяма скорост в участъка между A и B.

(C) ако сенчестите зони са равни, планетата се движи с по-голяма скорост в участъка между C и D.

(D) ако засенчените зони са равни, планетата се движи с еднаква скорост и в двете секции.

(E) ако сенчестите зони са равни, времето, необходимо на планетата да премине от A до B, е по-дълго, отколкото между C и D.

Резолюция:

Алтернатива Б. Ако приемем, че сенчестите области са равни, по втория закон на Кеплер може да се заключи, че планетата ще се движи с по-бързо в перихелия, когато е по-близо до Слънцето, и по-бавно в афелия, когато е по-далече от Слънцето. слънце. Така че в интервала AB той ще има по-висока скорост.

въпрос 2

(Unesp) Орбитата на планетата е елипсовидна и Слънцето заема един от нейните фокуси, както е показано на фигурата (извън мащаба). Областите, ограничени от контурите на OPS и MNS, имат площи, равни на A.

орбита на елипсовидна планета

ако \(връх\) и \(t_MN\) са интервалите от време, изразходвани за планетата да премине съответно секциите OP и MN със средни скорости \(v_OP\) и \( v_MN\), може да се каже, че:

на) \(t_OP>t_MN \) и \(v_OP

Б) \( t_OP=t_MN \) и \(v_OP>v_MN\)

° С) \( t_OP=t_MN \) и \(v_OP

д) \(t_OP>t_MN\) и \(v_OP>v_MN\)

и)\( t_OP и \(v_OP

Резолюция:

Алтернатива Б. Съгласно втория закон на Кеплер, регионите, ограничени от границите на OPS и MNS, се срещат на равни интервали от време, т.е. \(t_OP=t_MN\). Освен това скоростта в перихелий ще бъде по-голяма, отколкото в афелия, така че \(v_OP>v_MN\).

От Памела Рафаела Мело
Учител по физика

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-de-kepler.htm

5 навика, които ще ви накарат да подобрите самочувствието си

В една тотално развълнувана реалност и с постоянни сравнения понякога е трудно да се поддържа вис...

read more

Харвард потвърждава: процесът на стареене може да бъде обърнат

Сред най-големите мечти на хората, подмладяването е една от тях. Търсенето на различни методи ста...

read more

5 поведения, които правят хората по-уверени в себе си

Всеки познава човек, който е много сигурен в себе си, който знае какво иска и тръгва да търси сво...

read more