Первооткрывателем законов движения планет Солнечной системы был немецкий учёный Иоганн Кеплер. В ходе изучения системы Николая Коперника и наблюдений за небесными телами, сделанных Тихо Браге, он первым открыл основные закономерности перемещения небесных тел вокруг Солнца. В дальнейшем они вошли в историю как три закона Кеплера. Это было важное открытие в астрономии XVII века.
Первый закон Кеплера
Немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер, живший в XVII веке, посвятил себя изучению Солнечной системы. При изучении научных трудов Коперника и Браге, он заметил неточности в описании схем планетных орбит и установил, что траектории движения некоторых планет никак не соответствовали идеальному кругу. Усовершенствовав все существовавшие на тот момент знания, он кратко сформулировал законы движения планет Солнечной системы.
В ходе длительных наблюдений Кеплер установил, что орбиты всех планет нашей системы располагаются почти в одной плоскости. Большинство из небесных тел движется по орбитам в форме эллипса, близкого к окружности. И лишь две планеты, Марс и Плутон, перемещаются вокруг Солнца по более вытянутым орбитам.
Рис. 1. Эпицикл планеты.
Существует всего два фокуса. Это две точки внутри кривой, сумма расстояний от которых до любой точки эллипса постоянна.
Второй закон Кеплера
Установив, что орбита планет — это эллипс, учёный решил выяснить, на каких отрезках орбитального пути небесное тело замедляется и ускоряется.
Со вторым законом Кеплера связаны два понятия, применимые к Солнечной системе:
- перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты;
- афелий — наиболее удалённая точка орбиты.
Рис. 2. Перигелий и афелий.
Чтобы постоянство площадей сохранялось, небесное тело должно двигаться в разных точках орбиты с разной скоростью. Так, например, наша Земля движется вокруг Солнца неравномерно: в перигелии она имеет большую линейную скорость, чем в афелии.
Третий закон Кеплера
Между перигелием и афелием существует прямая связь. Отрезок, соединяющий эти две точки, называется большой осью орбиты. Если разделить этот отрезок пополам, то получится большая полуось, которую чаще используют в астрономии.
Рис. 3. Траектория движения Земли вокруг Солнца.
На основании этого закона можно вычислить продолжительность года любой планеты, зная её расстояние до Солнца. И, наоборот, по этому закону можно вычислить орбиту, зная период обращения.
В докладе по географии для 5 класса о движении планет Солнечной системы важно описать три закона Кеплера, которые являются основополагающими.
