การหักกฎข้อที่สามของเคปเลอร์ กฎข้อที่สามของเคปเลอร์

เรารู้ว่าวงโคจรของดาวเคราะห์เป็นวงรีอย่างไรก็ตามสำหรับ การหักกฎข้อที่สามของเคปเลอร์, ลองพิจารณาวงโคจรเป็นวงกลม แม้ว่าการสาธิตต่อไปนี้จะใช้วงโคจรแบบวงกลม แต่ผลลัพธ์ก็ใช้ได้สำหรับวงโคจรวงรีเช่นกัน

ในรูปเรามีดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ แรงสู่ศูนย์กลาง (Fc) เป็นแรงดึงดูดที่เกิดจากดวงอาทิตย์ แรงดึงดูดที่กระทำระหว่างดาวเคราะห์และดาวเทียมถูกละเลย เนื่องจากมวลของพวกมันมีขนาดเล็กกว่ามวลของดวงอาทิตย์มาก

แรงสู่ศูนย์กลาง Fc เป็นแรงดึงดูดที่ดวงอาทิตย์กระทำบนโลกใบนี้

เหมือนดาวเคราะห์มวล (NS) โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลมและด้วยความเร็วเชิงมุม ( ) แรงที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงนี้ เรียกว่า แรงสู่ศูนย์กลาง (Fc) ได้มาจาก:

NS=mω2 NS

เกี่ยวกับอะไร:

NS:แรงสู่ศูนย์กลาง;
m: มวลของดาวเคราะห์
ω: ความเร็วเชิงมุมของดาวเคราะห์
r: รัศมีการโคจรของดาวเคราะห์

ความเร็วเชิงมุมถูกกำหนดโดย:

เกี่ยวกับอะไร:

T: ช่วงเวลาแห่งการปฏิวัติบนโลก

แทนที่สมการ 2 เป็นสมการที่ 1 เรามี:

โปรดทราบว่าแรงสู่ศูนย์กลางคือแรงโน้มถ่วงของแรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ ดังนั้น เมื่อพิจารณามวลของดวงอาทิตย์เป็น (M) และรัศมีวงโคจรของดาวเคราะห์เป็น (r) ซึ่งเป็นระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ กฎความโน้มถ่วงสากลสามารถเขียนได้ดังนี้

เกี่ยวกับอะไร:

สมการ 3 กับ 4 จะได้ว่า

เร็ว ๆ นี้:

ดูสมการที่ 5 แล้วสังเกตว่าเทอม  เป็นค่าคงที่ เนื่องจากนิรนามหมายถึงค่าคงที่สากลและมวลของดวงอาทิตย์ สมการจึงสามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้

NS2=kr3

เกี่ยวกับอะไร:

k: ค่าคงที่ตามสัดส่วน

สมการที่ 6 บอกเราว่ากำลังสองของคาบรอบดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับลูกบาศก์ของระยะห่างระหว่างพวกมัน

จากสมการข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่ายิ่งดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากเท่าใด ระยะเวลาในการปฏิวัติก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น

กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์ ซึ่งเราเพิ่งอนุมานมา ก็มีผลกับโลกสำหรับการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์และดาวเทียมประดิษฐ์ด้วย


โดย นาธาน ออกุสโต
จบฟิสิกส์

แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/deducao-terceira-lei-kepler.htm

Amazon ถูกกล่าวหาว่าใช้ Alexa และ Ring เพื่อสอดแนมผู้หญิงในสหรัฐอเมริกา

เจ้าหน้าที่สหรัฐรายงานว่าพนักงานของ อเมซอน ใช้กล้อง Ring ของบริษัทในทางที่ผิดเพื่อสอดแนมผู้ใช้ในห...

read more

ภูมิคุ้มกันต่อโควิด-19 ยังคงสูงแม้ผ่านไประยะหนึ่ง เข้าใจ!

แม้ว่าหลายคนจะคิดต่าง แต่ COVID-19 ก็ยังมีอยู่ทั่วโลก การศึกษาพบว่าหลังจากผ่านไปเกือบหนึ่งปี ภูมิ...

read more
5 กลยุทธ์การตกแต่งเพื่อเปลี่ยนที่ทำงานของคุณ

5 กลยุทธ์การตกแต่งเพื่อเปลี่ยนที่ทำงานของคุณ

ชีวิตส่วนใหญ่ของคนๆ หนึ่งใช้เวลาไปกับสภาพแวดล้อมในการทำงาน ดังนั้นสถานที่แห่งนี้จึงเชื่อมโยงกับลั...

read more