14.17
楕円軌道で太陽を周回する惑星を考えてみましょう。惑星が太陽の周りを1周するのに時間Tが必要な場合、その角速度は2πをTで割ったもので表されます。
軌道を周回する惑星に作用する求心力は、その質量、角速度の2乗、および太陽からの平均距離の積として表されます。
オメガを代入すると、求心力方程式は、惑星の軌道周期と軌道の半長軸に関して求めることができます。
太陽の重力は、惑星が太陽の周りを公転するための求心力を提供します。項を代入および再配置すると、軌道周期の二乗は、定数項と軌道の長半径の3乗の積に等しくなります。
したがって、惑星の公転周期の二乗は、軌道の長半径の三乗に比例します。これは、ケプラーの惑星運動の第3法則として広く知られています。重力定数と太陽の質量を含む比例定数は、ニュートンが重力の法則を述べたときに導き出されました。
17 世紀初頭、ドイツの天文学者で数学者のヨハネス ケプラーは、太陽系の惑星の運動に関する 3 つの法則を仮定しました。 1909 年、彼は先祖であるニコラウス コペルニクスとティコ ブラーエの観察に基づいて最初の 2 つの法則を策定しました。 しかし、1918 年に彼は、惑星の太陽からの平均距離と…
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