Hva var viktigheten av Keplers tredje lov?

I 1600, astronomen Johannes Kepler formulert tre grunnleggende lover som nøyaktig beskrevet bevegelser av planetene. Den tredje lov, kalt Law of Perioder angår varigheten av en planet omløpstid av sin avstand fra solen. Selv om det kan virke abstrakt til å begynne med, har lov implikasjoner for arten av tyngdekraften generelt og kan bli brukt til å beregne massene av solen og planeter.

Law of Perioder

Kepler lov Perioder sier at for de åtte kjente planeter som kretser rundt solen, kvadratet av omløpstiden dividert med kube av avstanden er lik en konstant nummer kalt "C." Hvis du bruker loven til banene til Merkur, Mars og Neptun, for eksempel C fungerer alltid ut til samme nummer. Den konstante inneholder viktig informasjon relatert til legemet om hvilken planetene dreie - i dette tilfellet solen. Du kan bruke den samme loven til de mange måner i bane rundt Jupiter, for eksempel; her, er C den samme for hver av Jupiters måner, men forskjellig fra det som oppnås for planetene.

gravitasjons~~POS=TRUNC Constant

Når Isaac Newton formulerte hans lover om gravitasjon, studerte han Keplers tredje lov og innså konstant, C, inneholdt en universell gravitasjonskonstant, G, multiplisert med en masse, kalt "M", som er den massen til objektet i sentrum av planetsystemet.

Av tyngdeloven

Newtons lov av tyngde vedrører kraften mellom to objekter ved sine masser, avstanden mellom dem og en universell gravitasjonskonstanten, "G." Gravitasjonskraften øker etter hvert som massene øker og avtar etter hvert som avstanden mellom dem blir større. Selv om denne loven og Keplers tredje lov har likheter, er Newtons mer generell; fordi solens masse er så stort i forhold til at av planetene, enklere former for Keplers lov ignorere planet massene.

Mass of the Sun

Ved hjelp av Keplers og Newtons ligninger, kunne astronomene "veie" solen ved først å måle avstanden til solen fra Jorden, Mars og andre planeter, og deretter observere at omløpstiden til hver. Ved å dele kuben av den gjennomsnittlige avstanden mellom en planet og solen med kvadratet av planetens periode, dividere med 12,566, deretter multiplisere med gravitasjonskonstanten, er det resulterende tall solens masse.

Masse av Planets

I tillegg til å finne solens masse, astronomene benyttet de samme lovene til planeter som har måner, som for eksempel Mars, Saturn og Jorden. Ved å nøye observere og måle omløpstidene til månene til disse planetene, deretter koble disse tallene inn i ligningen for Keplers tredje lov, forskere fått massene av planetene.