Leyes de Kepler

A inicios del año 1600, Kepler propuso tres diferentes leyes con respecto al movimiento planetario. Resumió los datos que habían sido previamente recopilados por su mentor, Tycho Brahe, y por medio de tres declaraciones pudo describir el movimiento de los planetas en un sistema solar cuyo punto principal era el sol. Los esfuerzos que hizo Kepler para poder explicar estas teorías ya no son aceptados; sin embargo las leyes aún se consideran una descripción precisa del movimiento de cualquier planeta y cualquier satélite.

Temas relacionados

Ley de gravitación universal

¿Qué son las leyes de Kepler?

Las leyes de Kepler son tres famosas y reconocidas leyes formuladas por Johannes Kepler en las cuales explica los diferentes movimientos de los planetas, principalmente de Marte, por medio de cálculos matemáticos que llevaron a descubrir las órbitas de los planetas.

En qué consisten las leyes de Kepler

Las leyes de Kepler fueron tres leyes que se pronunciaron para poder describir por medio de las matemáticas, el movimiento que tenían los planetas en sus órbitas, las cuales estaban ubicadas alrededor del sol. Su primera ley consistía en una explicación sobre la forma en la que los planetas se desplazan alrededor del sol, la segunda ley hablaba de cómo el radio vector que une un planeta y el sol recorría lugares en tiempos iguales y la tercera ley, que nos explica que cualquier planeta es proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor que tiene la órbita elíptica.

Quién las propuso

A principios del año 1600, Johannes Kepler fue quien propuso tres leyes del movimiento planetario y fue Kepler quien pudo resumir los datos cuidadosamente recopilados de su mentor, Tycho Brahe, por medio de tres declaraciones que describían el movimiento de los planetas en un sistema solar centrado en el sol.

Historia

En el siglo XVI, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico remplazó la tradición que existía previamente. Por medio de su modelo se logró describir el movimiento de los planetas con mayor precisión. Johannes Kepler tuvo la capacidad de describir el movimiento planetario por medio de tres expresiones matemáticas, que se conocieron como las leyes de movimiento planetario de Kepler.

Características

Las principales características de las leyes de Kepler son las siguientes:

• Utilizando la ley de la gravitación universal se pueden llegar a explicar las leyes de Kepler.
• Fueron creadas por Johannes Kepler.
• Afirmaba que la órbita que tenía cada uno de los planetas era un elipse.
• Las leyes establecían que cuando había un planeta lejos del sol, su velocidad era menor, y esta situación se conocía con el nombre de afelio. Cuando los planetas se encontraban en una posición más cercana al sol, la velocidad que tenían era mayor y se conocía como perihelio.

Enunciado de las tres leyes de Kepler

Los tres enunciados de las leyes de Kepler son los siguientes:

• El camino de los planetas alrededor del sol es de forma elíptica, con el centro del sol localizado en un foco. (La Ley de Elipses). Conocida como la ley de las elipsis, nos explica que los planetas están en órbita alrededor del Sol en un camino llamado elipse. Una elipse es una curva especial en la cual la suma de las distancias desde cada punto de la curva a otros dos puntos es una constante. Mientras más cerca estén estos puntos, más tendrá forma de círculo. La primera ley de Kepler es bastante simple pues nos dice que todos los planetas orbitan alrededor del Sol en un camino que se asemeja a una elipse, con el Sol localizado en uno de los focos de esa elipse.
• Una línea imaginaria trazada desde el centro del sol hasta el centro del planeta barrerá áreas iguales en intervalos de tiempo iguales. (La ley de las áreas iguales). Conocida como la ley de áreas iguales, describe la velocidad a la que un planeta se moverá mientras orbita al sol. Esta velocidad cambia constantemente y un planeta se mueve más rápido cuando está más cerca del sol y más lento cuando está más alejado del sol.
• La relación de los cuadrados de los períodos de dos planetas es igual a la relación de los cubos de sus distancias promedio del sol. (La Ley de las Armonías). La tercera ley de Kepler o ley de armonías compara el período orbital y el radio de la órbita que tiene un planeta con otros planetas. A diferencia de las otras leyes que describen las características de movimiento de un solo planeta, la tercera ley hace una comparación entre las características de movimiento entre diferentes planetas.

Fórmula

La fórmula de esta ley se aplica en la tercera ley de Kepler. La constante C será diferente, y el valor de M será la masa del cuerpo celeste alrededor del que se realiza la órbita. La M es igual a la masa de la Tierra (5,97×1024 kg). En los planetas de nuestro sistema solar, M será la masa del Sol (1,99×1030 kg).

T² = C · r³

C es una constante válida para todos los planetas del sistema solar.

C = 4π/GM

Explicación

Las leyes de Kepler nos sirven para poder explicar de forma matemática el movimiento que tienen los planetas alrededor del Sol. Podemos decir que es una de las precursoras de la ley de la gravitación universal de Newton.

Aplicación

Las leyes de Kepler son utilizadas para definir la velocidad de escape, para poder calcular la velocidad que tiene un satélite dentro de una órbita suponiendo que ésta es circular, para conocer la cantidad de energía que tiene un satélite en una órbita, para obtener el periodo de un satélite.

Importancia de las leyes de Kepler

Las leyes de Kepler son de suma importancia porque son las leyes que nos describen los movimientos que tienen los planetas alrededor del Sol. Han tenido también gran importancia a la hora de dar un significado al estudio de los astros, ya que son las responsables de que el movimiento de las mismas sea posible.

Ejemplos

Las leyes de Kepler pueden ser utilizadas cuando se necesita saber el movimiento de algún cuerpo que se encuentre orbitando alrededor del sol, como por ejemplo, planetas, asteroides o cometas, y de los satélites que estén orbitando alrededor de los planetas ya sean éstos artificiales o naturales.

Conclusión

Como conclusión podemos decir que Johannes Kepler fue quien estableció las leyes que rigen el movimiento que tienen los planetas alrededor del Sol, en el año 1602, y que se basó en las observaciones y mediciones que fueron realizadas durante 20 años por su maestro Tycho Brahe.

En conclusión las leyes de Kepler nos describen las órbitas elípticas con el sol, una línea que se encuentra uniendo al sol con los planetas, y estudia además, la razón que hay entre el periodo de revolución de un planeta al cuadrado y el cubo de la elipse que se encarga de marcar su órbita.