BlogGang.com : : sirivinit :

กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์

ภาพแสดงกฎ 3 ข้อของเคปเลอร์ที่มีวงโคจรดาวเคราะห์ 2 วง
(1) วงโคจรเป็นวงรีด้วยจุดโฟกัส f1
และ f2 สำหรับดาวเคราะห์ดวงแรกและ f1
และ f3 สำหรับดาวเคราะห์ดวงที่ 2
ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุด f1
(2) ส่วนแรเงา 2
ส่วน A1 และ A2 มีผิวพื้นเท่ากัน
และเวลาที่ดาวเคราะห์ 1 ทับพื้นที่ A1
เท่ากับเวลาที่ทับพื้นที่ A2.
(3) เวลารวมของวงโคจรสำหรับดาวเคราะห์ 1
และดาวเคราะห์ 2 มีสัดส่วนเท่ากับ a13 / 2:a23 / 2.

กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ (Kepler's laws of planetary motion) คือกฎทางคณิตศาสตร์ 3 ข้อที่กล่าวถึงการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ นักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ โยฮันเนส เคปเลอร์ (พ.ศ. 2114 – พ.ศ. 2173) เป็นผู้ค้นพบ

เคปเลอร์ได้ศึกษาการสังเกตการณ์ ของนักดาราศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงชาวเดนมาร์กชื่อไทโค บราห์ (Tycho Brahe) โดยประมาณ พ.ศ. 2148 เคปเลอร์พบว่า การสังเกตตำแหน่งของดาวเคราะห์ของบราห์เป็นไปตามกฎง่ายๆ ทางคณิตศาสตร์

กฎของเคปเลอร์ท้าทายดาราศาสตร์สายอริสโตเติล และสายทอเลมีและกฎทางฟิสิกส์ในขณะนั้น เคปเลอร์ยืนยันว่าโลกเคลื่อนที่เป็นวงรีมากกว่าวงกลม และยังได้พิสูจน์ว่า ความเร็วการเคลื่อนที่มีความผันแปรด้วย

ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงความรู้ทางดาราศาสตร์และฟิสิกส์ อย่างไรก็ดี คำอธิบายเชิงฟิสิกส์เกี่ยวกับพฤติกรรมของดาวเคราะห์ก็ได้ปรากฏชัดเจนได้ในอีกเกือบศตวรรษต่อมา

เมื่อไอแซก นิวตันสามารถสรุปกฎของเคปเลอร์ได้ ว่าเข้ากันกับกฎการเคลื่อนที่และกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตันเอง โดยใช้วิชาแคลคูลัสที่เขาคิดสร้างขึ้น รูปจำลองแบบอื่นที่นำมาใช้มักให้ผลผิดพลาด

กฎ 3 ข้อของเคปเลอร์

1.วงโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวงเป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางจุดหนึ่ง วงรีเกิดจากการมีจุดศูนย์กลาง 2 ศูนย์ ดังภาพ ดังนั้นเคปเลอร์จึงคัดค้านความเชื่อในแนวของอริสโตเติล ปโตเลมีและโคเปอร์นิคัสที่ว่าวงโคจรเป็นวงกลม

2.ในขณะที่ดาวเคราะห์เคลื่อนไปในวงโคจร เส้นตรงที่เชื่อมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์กวาดพื้นที่เท่า ๆ กันในระยะเวลาเท่ากัน ซึ่งหมายความว่า ดาวเคราะห์โคจรเร็วกว่าเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ และช้าลงเมื่ออยู่ห่างดวงอาทิตย์ ด้วยกฎข้อนี้ เคปเลอร์ได้ล้มทฤษฎีดาราศาสตร์อริสโตเติลที่ว่าดาวเคราะห์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

3.กำลังสองของคาบการโคจรของดาวเคราะห์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสามของกึ่งแกนเอก (ครึ่งหนึ่งของความยาววงรี) ของวงโคจร ซึ่งหมายความว่า ไม่เพียงแต่วงโคจรที่ใหญ่กว่าเท่านั้นที่มีระยะเวลานานกว่า แต่อัตราความเร็วของดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรทีใหญ่กว่านั้นก็โคจรช้ากว่าวงโคจรที่เล็กกว่าอีกด้วย

กฎของเคปเลอร์ได้แสดงไว้ข้างบน และเป็นกฎที่มาจากกฎของนิวตันที่ใช้พิกัดขั้วศูนย์สุริยะ (heliocentric polar coordinate) อย่างไรก็ตาม กฎของเคปเลอร์ยังสามารถเขียนอย่างอื่นได้ โดยใช้พิกัดคาร์ทีเซียน (Cartesian coordinates)

ขอขอบคุณ วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

สิริสวัสดิ์ศุกรวาร สิริมานภิรมย์ปรีดิ์นะคะ

Create Date : 18 มีนาคม 2554

0 comments

Last Update : 3 มกราคม 2555 1:45:05 น.

Counter : 4458 Pageviews.