جدول المحتويات
ما هو قانون كبلر الاول لحركة الكواكب، وتُعدُّ قوانين كبلر للحركة الكوكبية هي قوانين فلكية تصف حركة الكواكب والشمس في الفضاء الخارجي، وعبر هذا المقال سوف يتحدث موقع عن تعريف قانون كبلر لحركة الكواكب، كما وتطرقنا من خلال هذا المقال ذكر تفسير حركة الكواكب من منظور كبلر، وعرض الشروط لتطبيق قوانين كبلر لحركة الكواكب بشكل تفصيلي.
ما هو قانون كبلر الاول لحركة الكواكب
تُعدُّ قوانين كبلر الثلاثة وصف لكيف تدور الأجسام الكوكبية حول الشمس، وشرح كيفية تحرك الكواكب في مدارات إهليلجية مع تركيز الشمس، ويغطي الكوكب نفس المنطقة من الفضاء في نفس الفترة الزمنية بغض النظر عن مكانه في مداره، وكيف يكون كوكب ما يتناسب فيه الفترة المدارية مع حجم مدارها، ويصف قانون كبلر الأول ما يلي:[1]
- كل مدار كوكب حول الشمس عبارة عن قطع ناقصة، ويقع مركز الشمس دائمًا في بؤرة واحدة للقطع الناقص المداري، وتُعدُّ الشمس في بؤرة واحدة، إذ يتبع الكوكب القطع الناقص في مداره، مما يعني أن المسافة بين الكوكب والشمس تتغير باستمرار مع دوران الكوكب حول مدار.
شاهد أيضًا: ما الذي يجعل الكواكب تبقي في مداراتها
قانون كبلر الثاني لحركة الكواكب
ينص قانون كبلر الثاني على أن متجه نصف القطر المرسوم من الشمس إلى الكوكب يكتسح مناطق متساوية في فترات زمنية متساوية، ونظرًا لأن المدار ليس دائريًا فإن الطاقة الحركية للكوكب ليست ثابتة في مساره، ولديها طاقة حركية أكبر بالقرب من الحضيض، وطاقة حركية أقل بالقرب من الأوج، وتعني سرعة أكبر عند الحضيض وسرعة أقل v دقيقة عند الأوج حيث أنّ r هي المسافة بين الكوكب والشمس عند الحضيض r min، وفي الأوج تكون r max في القانون الثاني.[2]
شاهد أيضًا: عدد الكواكب التي تدور حول الشمس
ما هو قانون كبلر الثالث
يشير قانون كبلر الثالث إلى أن الفترة التي يدور فيها كوكب حول الشمس تزداد بسرعة مع نصف قطر مداره، هو آخر النظريات الثورية لعلماء الفلك الألمان يوهانس كبلر ويشرح مدارات الكواكب حول الشمس، ومربع الفترة المدارية لكوكب ما يتناسب طرديًا مع مكعب المحور شبه الرئيسي في مدار هذا هو قانون كيبلر الثالث باختصار، وهو ينشأ من الخاصية الفيزيائية الثالثة للقطع الناقص، المرتبطة بنقاط محوره المختلفة. يُطلق على أطول محور للقطع الناقص المحور الرئيسي، بينما يُطلق على المحور الأقصر اسم المحور الثانوي، ونصف المحور الرئيسي يسمى المحور شبه الرئيسي.[3]
شاهد أيضًا: كيف تتحرك الكواكب في النظام الشمسي
شروط تطبيق قوانين كبلر
تصف قوانين كبلر مدارات الكواكب حول الشمس أو النجوم حول المجرة في الميكانيكا الكلاسيكي، ولقد تم استخدامها للتنبؤ بمدارات العديد من الأجسام مثل الكويكبات والمذنبات، وكانت محورية في اكتشاف المادة المظلمة في مجرة درب التبانة، تم استخدام انتهاكات قوانين كبلر لاستكشاف نماذج أكثر تعقيدًا للجاذبية مثل النسبية العامة، بينما تعمم قوانين نيوتن قوانين كبلر، ولا يزال من الأفضل حل معظم المشكلات المتعلقة بفترات المدارات باستخدام قوانين كبلر لأنها أبسط، وفيما يلي تُدرج أهم الشروط لتطبيق قوانين كبلر لحركة الكواكب:[4]
- أنّ تكون كتلة الجسم المداري صغيرة مقارنة بكتلة الجسم الذي يدور حوله.
- يجب أنّ يكون النظام معزول عن الأجسام الضخمة الأخرى.
- توفر الانحراف هو معامل الاختلاف فكلما زادت المسافة البؤر زادت قوة الانحراف.
- يجب على النقطة الموجودة في المدار الإهليلجي لكوكب أو مذنب وما إلى ذلك أنّ تكون أقرب إلى الشمس.
شاهد أيضًا: الخاصيتان اللتان تبقيان الكواكب في مداراتها هي
تفسير حركة الكواكب من منظور كبلر
يُعدُّ التفاعل بين الملاحظة الكمية والبناء النظري هو الذي يميز تطور العلم الحديث، وكان العالم براهي الشخص الأول في وصف حركة الكواكب، ولكن كان التطور العظيم التالي في تاريخ علم الفلك هو الحدس النظري ليوهانس كيبلر خلال الفترة من 15711630، وهو ألماني ذهب إلى براغ ليصبح مساعد براهي، ولكن لم ينسجم كبلر وبراهي جيدًا، إذ إن براهي لم يثق في كبلر، خوفًا من أن مساعده الشاب اللامع قد يتفوق عليه باعتباره أول فلكي في عصره لذلك سمح لكبلر برؤية جزء فقط من بياناته الضخمة.
وبدر كبلر بتفسير حركة الكواكب من خلال الوثوق بشدة بالنظام الكوبرنيكي وبالعودة إلى الوراء فإن السبب في أن مدار المريخ كان صعبًا بشكل خاص، وهو أن كوبرنيكوس قد وضع الشمس بشكل صحيح في مركز النظام الشمسي، لكنه أخطأ في افتراض أن مدارات الكواكب هي دوائر وهكذا في نظرية كوبرنيكوس، ومن خلال تحليله لحركات الكواكب طور كبلر سلسلة من المبادئ، والتي تُعرف الآن باسم قوانين كبلر الثلاثة، والتي تصف سلوك الكواكب بناءً على مساراتها عبر الفضاء، ونُشر أول قانونين لحركة الكواكب عام 1609.[6]
شاهد أيضًا: كيف يختلف بلوتو عن الكواكب الخارجية،
وبهذا القدر نصل لختام مقال ما هو قانون كبلر الاول لحركة الكواكب، والذي تناول في محتواه التعريف بقانون كبلر لحركة الكواكب بشكل تفصيلي، والتطرق لذكر شروط تطبيق قوانين كبلر لحركة الكواكب بشكل مُبسط وسلس.
المراجع
- ^
physicsclassroom.com , Kepler’s Three Laws , 03/05/2022 - ^
byjus.com , Kepler’s Laws of Planetary Motion , 03/05/2022 - ^
space.com , Kepler’s Third Law: The movement of solar system planets , 03/05/2022 - ^
courses.lumenlearning.com , Kepler’s Laws , 03/05/2022 - ^
pressbooks.bccampus.ca , 3.1 The Laws of Planetary Motion Brahe and Kepler , 03/05/2022
