14.16
考虑一颗行星沿椭圆轨道绕太阳运动,从 A 点移动到 A1 点,在时间 dt 内产生角位移 dθ。那么,在时间 dt 内扫过的扇形面积 dA 等于行星径向距离与弧长 rdθ 乘积的一半。扇形速度 dA/dt 则等于 r2dθ/dt 的一半。
这里,dθ/dt 是行星的角速度。因此,将该方程乘以行星的质量,即可得到用行星角速度表示的面积速度。
然而,mr2ω 是行星的角动量。因此,面积速度等于行星角动量与其两倍质量的比值。
开普勒第二定律指出,若行星在相同时间内 dt 从……转移 B 到 B1,然后计算弧线下方的扇形面积 BB1 将等于弧线下方的面积 AA1.
因此,扇形速度为常数,意味着角动量保持守恒。