Dedukcija Keplerovog trećeg zakona. Keplerov treći zakon.

Znamo da su orbite planeta eliptične, međutim, za dedukcija Keplerovog trećeg zakona, razmotrimo kružnu orbitu. Iako se sljedeća demonstracija temelji na kružnim orbitama, rezultati vrijede i za eliptične orbite.

Na slici imamo planet koji kruži oko Sunca. Centripetalna sila (Fc) je gravitacijska sila privlačenja koju vrši Sunce. Sile privlačenja koje djeluju između planeta i satelita zanemaruju se, to je zbog činjenice da su njihove mase mnogo manje od mase Sunca.

Centripetalna sila Fc je privlačna sila kojom Sunce djeluje na planet.

Poput planeta mase (m) kruži oko Sunca, u kružnom kretanju i s kutnom brzinom ( ), rezultirajuća sila na planetu, nazvana centripetalna sila (Fc), dana je kao:

Fç=mω2 r

Na što:

Fç:centripetalna sila;
m: masa planeta;
ω: kutna brzina planeta;
r: polumjer orbite planeta.

Kutna brzina je dana sa:

Na što:

T: razdoblje revolucije na planeti.

Zamjenom jednadžbe 2 u jednadžbu 1, imamo:

Imajte na umu da je centripetalna sila gravitacijska sila privlačenja između Sunca i planeta. Dakle, uzimajući u obzir Sunčevu masu kao (M) i radijus orbite planeta kao (r), što je udaljenost između Sunca i planete, zakon univerzalne gravitacije može se zapisati na sljedeći način:

Na što:

Izjednačavajući jednadžbu 3 s 4, imat ćemo:

Uskoro:

Pogledajte jednadžbu 5 i primijetite da je izraz  je konstantna, jer se nepoznanice odnose na univerzalnu konstantu i masu sunca, tako da se jednadžba može prepisati na sljedeći način:

T2=kr3

Na što:

k: konstanta proporcionalnosti.

Jednadžba 6 nam govori da je kvadrat razdoblja okretanja planeta oko Sunca izravno proporcionalan kocki udaljenosti između njih.

Prema gornjoj jednadžbi možemo zaključiti da što je planet udaljeniji od Sunca, to je duži period njegovog okretanja.

Treći Keplerov zakon, koji smo upravo zaključili, vrijedi i u odnosu na Zemlju za kretanje Mjeseca i umjetnih satelita.


Autor Nathan Augusto
Diplomirao fiziku

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/deducao-terceira-lei-kepler.htm

Aktivnosti koje troše najviše vode

Često nailazimo na izvještaje i kampanje podizanja svijesti koji tvrde da je domaća potrošnja od ...

read more

Većina, veliki dio, većina, dobar dio, dio

Zabilježite rečenice u nastavku i razmislite o predloženim pitanjima:The) Je li većina ljudi pro...

read more

Izum baruta. Povijest izuma baruta

To znamo tisućljećima otkako se čovječanstvo počelo organizirati na složeniji način u plemena, ma...

read more