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

การเปิดตัว iPhone 15 อาจมีราคาย่อมเยาที่สุด เช็คเอาท์!

สำหรับปี 2566 แอปเปิล ได้ให้ความสนใจกับผลลัพธ์ที่ได้รับบน iPhone 14 ยอดขายไม่เป็นไปดังที่คาดไว้แล...

read more

จะน่ารักได้อย่างไร? ลองดูเคล็ดลับอันมีค่า 8 ข้อเหล่านี้เพื่อปรับปรุงความสัมพันธ์ของคุณ

ผู้คนจำนวนมากพยายามทำตัวให้น่าอยู่และเป็นมิตรมากขึ้นในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะต้องการปรับปรุงความสั...

read more
บริษัทอเมริกันชื่อดังประกาศล้มละลายในวันอาทิตย์นี้ (23)

บริษัทอเมริกันชื่อดังประกาศล้มละลายในวันอาทิตย์นี้ (23)

เมื่อวันอาทิตย์ที่ผ่านมา (23) น เบด บาธ แอนด์ บียอนด์ ยื่นขอคุ้มครองการล้มละลายหลังจากล้มเหลวหลาย...

read more