Drugie prawo Keplera: co ono mówi?

TEN Drugie prawo Keplera, znane również jako prawo obszarów, zostało stworzone przez Johannes Kepler aby wyjaśnić zaobserwowaną egzotyczną orbitę Marsa. To prawo opisuje, że ciało krążące wokół drugiego, w spoczynku, pokryje równe obszary w równych odstępach czasu.

Główną konsekwencją tego prawa jest zmienność prędkości orbitalnej, ponieważ gdy planeta znajduje się na peryhelium, czyli bliżej Słońca będzie miał większą prędkość, ale jeśli jest w aphelium, czyli dalej od Słońca, będzie miał prędkość mniejszy.

Przeczytaj też: Trzy najczęstsze błędy popełniane w badaniu powszechnej grawitacji

Podsumowanie drugiego prawa Keplera

  • Fizykiem odpowiedzialnym za badania i obserwacje zawarte w trzech był Johannes Kepler Prawa Keplera.

  • Prawa Keplera zostały opracowane na podstawie ustaleń Johannesa Keplera dotyczących orbity Marsa.

  • Orbity wokół Słońca opisują eliptyczne ścieżki, w których Słońce znajduje się w jednym z ognisk elipsy.

  • Drugie prawo Keplera opisuje, że ciała krążące wokół innego ciała w spoczynku dokonują równych przemieszczeń w równych odstępach czasu.

  • Prawo to wynika z zasady zachowania momentu pędu.

  • Prędkość orbitalna planety w peryhelium jest większa niż w aphelium.

Teraz nie przestawaj... Więcej po reklamie ;)

Co mówi drugie prawo Keplera?

Na podstawie obserwacji i dowodów dotyczących ekscentrycznej orbity Mars, który opisywał ruch eliptyczny i prędkości orbitalne różniące się w zależności od zbliżania się i odchodzenia odSłońceJohannes Kepler (1571-1630) opracował swoje drugie prawo, zwane także prawem obszarów.

Stwierdzenie drugiego prawa Keplera brzmi następująco:

„Wektor promienia łączący planetę ze Słońcem opisuje równe obszary w równych czasach”.

Artystyczne przedstawienie II prawa Keplera.

Posługując się tym rysunkiem jako przykładem, prawo mówi nam, że czas przejścia przez strefę 1 będzie taki sam dla strefy 2, o ile te obszary są takie same, nawet jeśli wydają się mieć różne rozmiary.

W efekcie prędkość orbitalna ulega zmianom, w których im bliżej Słońca (peryhelium), tym prędkość będzie większa, ale im dalej (aphelion) będzie mniejsza.

VPeryhelium > Vaphelium

Warto wspomnieć, że prawa Keplera działają nie tylko na orbitach planety wokół Słońca, ale także dla każdego ciała krążącego wokół innego, które jest w spoczynku i gdy oddziaływanie między nimi jest grawitacyjne.

Jako przykład mamy naturalne satelity, takie jak Księżyc, który krąży wokół Ziemiai księżyce Saturn, które krążą wokół tej planety, zgodnie z tymi prawami. W takich przypadkach Ziemia i Saturn są odpowiednio odniesieniami w spoczynku.

Przeczytaj też: Co by się stało, gdyby Ziemia przestała się obracać?

Drugie prawo Keplera

Wzór opisujący drugie prawo Keplera to:

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

  • \(DO 1\ \)oraz \(A_2\)to obszary objęte ruchem, mierzone w .

  • \(∆t_1\)oraz \(∆t_2 \)to zmiany w czasie zachodzące w przemieszczeniu, mierzone w sekundach.

Jak zastosować drugie prawo Keplera?

Drugie prawo Keplera stosuje się zawsze, gdy pracujemy z przemieszczeniami ciał niebieskich o równych polach iw konsekwencji w równych odstępach czasu.

Dzięki temu można go wykorzystać w badaniu ruchu planet wokół Słońca lub innych gwiazdy; naturalnych i sztucznych satelitów wokół planet m.in.

Lekcja wideo o prawach Keplera

Rozwiązane ćwiczenia z drugiego prawa Keplera

Pytanie 01

(Niespójny) Przeanalizuj ruch planety w różnych punktach jej trajektorii wokół Słońca, jak pokazano na rysunku A. Biorąc pod uwagę rozpiętości pomiędzy punktami A i B oraz pomiędzy punktami C i D, można powiedzieć, że

Ilustracja ruchu planet wokół Słońca

(A) Pomiędzy A i B obszar przemierzony przez linię łączącą planetę ze Słońcem jest większy niż między C i D.

(B) jeśli zacienione obszary są równe, planeta porusza się z większą prędkością na odcinku między A i B.

(C) jeśli zacienione obszary są równe, planeta porusza się z większą prędkością na odcinku między C i D.

(D) jeśli zacienione obszary są równe, planeta porusza się z tą samą prędkością w obu sekcjach.

(E) jeśli zacienione obszary są równe, czas potrzebny na przejście planety z A do B jest dłuższy niż między C i D.

Rezolucja:

Alternatywa B. Zakładając, że zacienione obszary są równe, z drugiego prawa Keplera można wywnioskować, że planeta porusza się z szybciej w peryhelium, gdy jest bliżej Słońca, i wolniej w aphelium, gdy jest dalej od Słońca. Słońce. Tak więc w przedziale AB będzie miał większą prędkość.

pytanie 2

(Unesp) Orbita planety jest eliptyczna, a Słońce zajmuje jedno z jej ognisk, jak pokazano na rysunku (poza skalą). Regiony ograniczone konturami OPS i MNS mają pola równe A.

eliptyczna orbita planety

Jeśli \(najlepszy\) oraz \(t_MN\) są odstępy czasu, w jakich planeta przemierza odpowiednio odcinki OP i MN ze średnią prędkością \(v_OP\) oraz \( v_MN\), można stwierdzić, że:

Ten) \(t_OP>t_MN \) oraz \(v_OP

B) \( t_OP=t_MN \) oraz \(v_OP>v_MN\)

C) \( t_OP=t_MN \) oraz \(v_OP

D) \(t_OP>t_MN\) oraz \(v_OP>v_MN\)

oraz)\( t_OP i \(v_OP

Rezolucja:

Alternatywa B. Zgodnie z drugim prawem Keplera regiony ograniczone granicami OPS i MNS występują w równych odstępach czasu, więc \(t_OP=t_MN\). Ponadto prędkość w peryhelium będzie większa niż w aphelium, więc \(v_OP>v_MN\).

By Pâmella Raphaella Melo
Nauczyciel fizyki

Camilo Santana będzie ministrem edukacji w rządzie Luli

Camilo Santana powinien być nowym ministrem edukacji w rządzie Luli od stycznia 2023 roku. Santan...

read more

Poznaj różnicę między rasizmem a rasistowskimi obelgami

W ostatnich dniach pojawiły się doniesienia, że ​​artyści po raz kolejny padli ofiarą przestępstw...

read more

Hospitalizacje niemowląt z powodu niedożywienia osiągają najwyższy wskaźnik od 2008 roku

W 2021 r. Brazylia miała największą liczbę hospitalizacji niemowląt w wieku do jednego roku na os...

read more