As leis de Kepler

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Dinâmica celeste

ATENÇÃO: Página do Prof: Everton G. de Santana

Nesta página eu apenas traduzi podendo ter introduzido, retirado ou não alguns tópicos, inclusive nas simulações. A página original, que considero muito boa é:

www.sc.ehu.es/sbweb/fisica

Autor: (C) Ángel Franco García

marca.gif (847 bytes)Leis de Kepler
O descobrimento da
lei da gravitação
Força central e
conservativa
Equação da trajetória
Solução numérica das
equações
Órbita de transferência
Encontros espaciais
Trajetória espiral
Encontro de uma sonda
espacial com Júpiter
Órbitas de mesma
energia
Trajetória de um 
projétil (I)
Trajetória de um 
projétil (II)
Movimento relativo
Queda de um satélite em
órbita para a Terra.
Os anéis de um planeta
Movimento sob uma
força central e uma
perturbação
O problema de Euler
Viagem a Lua
 
Primeira lei

java.gif (886 bytes) Segunda lei

java.gif (886 bytes) Terceira lei

 

As leis de Kepler descrevem a cinemática do movimento dos planetas em torno do Sol.

 

Primeira lei

 Os planetas descrevem órbitas elípticas estando o Sol em um de seus focos

Kepler5.gif (2812 bytes)

r1 é a distância mais próxima do foco (quando q=0) e r2 é a distância mais distantes do foco (quando q=p).

Uma elipse é uma figura geométrica que tem as seguintes características:

  • Semi-eixo maior a=(r2+r1)/2
  • Semi-eixo menor b
  • Semi distância focal c=(r2-r1)/2
  • A relação entre os semi-eixo é a2=b2+c2
  • A excentricidade é definida como o quociente e=c/a=(r2-r1)/(r2+r1)

 

Segunda lei 

O vetor posição de qualquer planeta relativo ao Sol, varre áreas iguais da elipse em tempos iguais.

A lei das áreas é equivalente a constância do momento angular, logo, quando o planeta está mais distante do Sol (afélio) sua velocidade é menor que quando está mais próximo ao Sol (periélio). No afélio e no periélio, o momento angular L é o produto da massa do planeta, por sua velocidade e por sua distância ao centro do Sol.

L=mr1·v1=mr2·v2

KeplerApplet2 aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.

 

 Terceira lei

Os quadrados dos períodos P de revolução são proporcionais aos cubo do semi-eixo maior a da elipse.

P2=k·a3

KeplerApplet1 aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.

Como podemos ver, o período dos planetas depende somente do eixo maior da elipse. Os três planetas da animação tem o mesmo eixo maior 2a=6 unidades, por tanto, tem o mesmo período.