¿Cuáles son las leyes de Kepler?

Las leyes de Kepler son tres ecuaciones que gobiernan el movimiento de los cuerpos astronómicos. Las leyes de Kepler fueron descubiertas por primera vez por el astrónomo del siglo XVII Johannes Kepler al analizar los datos recopilados por Tycho Brahe. Las leyes de Kepler son una extensión de la teoría heliocéntrica anterior de Copérnico, y finalmente allanaron el camino para la teoría completa de Isaac Newton sobre cómo interactúan los cuerpos. Las ecuaciones de gravedad y movimiento de Newton se pueden usar para derivar las leyes de Kepler, si se supone que solo hay dos cuerpos, uno de los cuales es fijo, y uno de los cuales está orbitando a menos de la velocidad de escape. Aunque las leyes de Kepler se desarrollaron originalmente para explicar los movimientos planetarios, se aplican a cualquier cuerpo que esté en órbita alrededor de un cuerpo mucho más masivo.

La primera de las leyes de Kepler establece que un planeta, o cualquier otro objeto en órbita alrededor del Sol, sigue un camino elíptico con el Sol en un foco. La forma de estas elipses depende de la masa del Sol, la posición del planeta y la velocidad del planeta. Se puede usar un conjunto de seis números, llamados elementos keplerianos, para especificar la ruta exacta que traza un planeta.

La segunda de las leyes de Kepler dice que un planeta en órbita traza áreas iguales en tiempos iguales. Si dibuja una línea desde el planeta hasta el Sol, y suma el área sobre la cual la línea se extiende durante un intervalo de tiempo dado, siempre es constante. Esta ley es una consecuencia de la conservación del momento angular; Si el planeta se mueve más rápido, también debe estar más cerca del Sol. El aumento en el área cubierta por el movimiento angular más grande, y la disminución en el área cubierta por la distancia más corta, deben cancelarse exactamente entre sí.

La tercera ley establece que el cuadrado del período de la órbita debe ser directamente proporcional al cubo del eje semi-mayor de la órbita. El eje semi-mayor es la mitad de la distancia total entre el perihelio, o la aproximación más cercana al Sol, y el afelio, o la distancia más alejada del Sol. Un planeta muy lejos del Sol, como Neptuno, tiene una órbita mucho más grande; También se mueve más lentamente, tardando más en cubrir la misma distancia que un planeta como Mercurio. Isaac Newton resolvió la relación exacta entre el período orbital, el eje semi-mayor, la masa y la constante gravitacional.