Tiga Persamaan Hukum Kepler

   Tiga persamaan Hukum Kepler yang mengatur gerak benda-benda astronomi. Hukum Kepler pertama kali ditemukan oleh astronom abad ke-17 Johannes Kepler sedangkan analisa data yang dikumpulkan oleh Tycho Brahe. Hukum Kepler merupakan kelanjutan dari teori heliosentris Copernicus sebelumnya, dan akhirnya membuka jalan bagi teori yang lengkap Isaac Newton tentang bagaimana benda berinteraksi. Persamaan gravitasi Newton dan gerak dapat digunakan untuk menurunkan hukum Kepler, jika Anda berasumsi bahwa hanya ada dua benda, salah satunya adalah tetap, dan salah satu yang mengorbit kurang dari kecepatan lepas. Meskipun hukum Kepler awalnya dikembangkan untuk menjelaskan gerakan planet, mereka berlaku untuk benda yang yang mengorbit benda yang jauh lebih besar.

Yang pertama dari hukum Kepler menyatakan bahwa sebuah planet, atau benda lainnya yang mengorbit Matahari, mengikuti lintasan elips dengan matahari pada satu fokus. Bentuk elips ini tergantung pada massa Matahari, posisi planet, dan kecepatan planet. Serangkaian enam angka, yang disebut elemen Keplerian, dapat digunakan untuk menentukan lintasan yang tepat yang ditelusuri oleh planet.

Yang kedua dari hukum Kepler mengatakan bahwa sebuah planet dalam orbit melintasi Area yang sama dalam waktu yang sama. Jika Anda menarik garis dari planet ke Matahari, dan menambah daerah yang menyapu garis selama interval waktu tertentu, selalu konstan. Hukum ini adalah konsekuensi dari kekekalan momentum sudut, jika planet ini bergerak lebih cepat, juga harus lebih dekat ke Matahari. Peningkatan di daerah yang tertutup dari gerakan sudut yang lebih besar, dan penurunan di daerah yang tertutup dari jarak pendek, harus benar-benar meniadakan satu sama lain.

Hukum ketiga menyatakan bahwa kuadrat dari periode orbit harus berbanding lurus dengan pangkat tiga sumbu semi-major orbit itu. Sumbu semi-mayor adalah setengah dari total jarak antara perihelion, atau jarak terdekat dengan Matahari, dan aphelion, atau jarak terjauh dari Matahari. Sebuah planet yang sangat jauh dari Matahari, seperti Neptunus, memiliki orbit yang jauh lebih besar, tetapi juga bergerak lebih lambat, mengambil lebih banyak waktu untuk menempuh jarak yang sama dari sebuah planet seperti Merkurius. Hubungan yang tepat antara periode orbit, sumbu semi-major, massa, dan konstanta gravitasi kemudian dikerjakan oleh Isaac Newton.