14.17
Stellen Sie sich einen Planeten vor, der die Sonne in einer elliptischen Umlaufbahn umkreist. Wenn der Planet Zeit T benötigt, um einen Umkreis um die Sonne zu vollenden, wird seine Winkelgeschwindigkeit ausgedrückt als zwei Pi geteilt durch T.
Die Zentripetalkraft, die auf den umkreisenden Planeten wirkt, wird als Produkt seiner Masse, als Quadrat seiner Winkelgeschwindigkeit und seiner durchschnittlichen Entfernung von der Sonne ausgedrückt.
Wenn man Omega ersetzt, kann die Zentripetalkraftgleichung in Bezug auf die Umlaufperiode des Planeten und die große Halbachse der Umlaufbahn erhalten werden.
Die Gravitationskraft der Sonne liefert die Zentripetalkraft, mit der der Planet die Sonne umkreisen kann. Wenn man die Terme ersetzt und neu anordnet, ist das Quadrat der Umlaufperiode gleich dem Produkt aus einem konstanten Term und dem Würfel der großen Halbachse der Umlaufbahn.
Daher ist das Quadrat der Umlaufperiode eines Planeten proportional zum Würfel der großen Halbachse der Umlaufbahn. Dies ist im Volksmund als Keplers drittes Gesetz der Planetenbewegung bekannt. Die Proportionalitätskonstante, die die Gravitationskonstante und die Sonnenmasse umfasst, wurde später abgeleitet, als Newton sein Gravitationsgesetz aufstellte.
Im frühen 17. Jahrhundert postulierte der deutsche Astronom und Mathematiker Johannes Kepler drei Gesetze für die Bewegung der Planeten im Sonnensyste…
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