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.
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”.
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?
Wzór drugiego prawa 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
(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.
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
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-de-kepler.htm