Física & Química

Leis de Kepler, o que são? Definição, característica e Gravitação Universal

Descobertas pelo astrônomo alemão Johannes Kepler, as leis explicam o movimento planetário no Sistema Solar sem considerar as causas.

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As leis de Kepler, criadas a partir de anos de estudo do astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571 – 1630), estão relacionadas ao movimento planetário no Sistema Solar.

Antigamente, até no século XVI, a Terra era vista como o centro de tudo. Entretanto, um livro chamado “Sobre as revoluções dos Corpos Celestes“, de Nicolau Copérnico (1473 – 1543), mudou tudo.

A partir de então, foi descoberto o modelo heliocêntrico, que nada mais é do que estudos que comprovam que no sistema, os planetas giram em torno do Sol.

De fato, Kepler utilizou o modelo heliocêntrico e os estudos realizados por Tycho Brahe (1546 – 1601) para realizar as descobertas que resultaram na criação das três leis de Kepler. Logo depois, tais leis foram utilizadas na formulação da lei da gravitação universal.

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Primeira das Leis de Kepler – Lei das órbitas

Em síntese, a primeira das leis de Kepler, chamada de lei das órbitas, descreve que o movimento dos planetas ao redor do Sol possui uma trajetória elíptica, ou seja, oval. Ademais, o Sol ocupa um dos focos da órbita.

lei das órbitas
Primeira lei das órbitas

Dessa forma, durante a trajetória, o ponto que o planeta está mais perto do Sol é denominado de periélio, já o ponto que se encontra mais distante é conhecido como afélio.

Segunda lei de Kepler – Lei das áreas

A segunda das leis de Kepler complementa a primeira. Ou seja, o estudo consiste na afirmação de que o raio que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais em tempos iguais. Logo, é constante, para todos os planetas, a taxa de variação da área em função do tempo.

lei das áreas
Segunda Lei de Kepler

Uma consequência é que a velocidade do planeta varia dependendo da posição da trajetória orbital. Assim, conforme a lei, a velocidade é maior quando está perto do periélio e menor quando está perto do afélio.

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Terceira das leis de Kepler – lei dos períodos ou lei da harmonia

A última das três leis de Kepler, o quadrado do período orbital (período de translação) (T²) de um planeta é proporcional ao cubo dos raios médios até o Sol (R³) e a razão entre os dois é a constante (K).

Portanto, resumindo: Quanto mais distante o planeta estiver do Sol, mais tempo vai demorar a completar o percurso. Sendo assim, formula utilizada é:

T²/R³ = K

Onde:

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T: representa o tempo de translação do planeta;

r: o raio médio da órbita do planeta;

K: valor constante, onde a constante K depende do valor da massa do Sol.

Nesse estudo, a constante (K) depende da constante da gravitação universal, que é G = 6,7 x 10 ¹¹ N.m²/kg².

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Leis de Kepler, o que são? Conceitos e explicações
InfoEnem

Dessa forma, o raio médio é calculado pela média entre o raio máximo e mínimo da órbita. Em suma, a medida utilizada nas leis de Kepler é a unidade astronômica (UA). Dessa forma, a última lei é fundamental para calcular a massa das estrelas, inclusive do Sol.

Agora que você já sabe quais são as Leis de Kepler, veja a Seguir as medidas e a constante de cada planeta do Sistema Solar.

Mercúrio: R: 0,387  T: 0,241  Constante: 1,002;

Vênus: R: 0,723  T: 0,615  Constante: 1,001;

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Terra: R: 1,00  T: 1,00  Constante: 1,000;

Marte: R:1,524  T: 1,881  Constante: 1,000;

Júpiter: R: 5,203  T: 11,860  Constante: 0,999;

Saturno: R: 9,539  T: 29,460  Constante: 1,000;

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Urano: R: 19,190  T: 84,010  Constante: 0,999;

Netuno: R: 30, 060  T: 164,800  Constante: 1,000;

Lei da Gravitação Universal

De forma geral, as Leis de Kepler são caracterizadas por descrever o movimento dos planetas, onde as causas da movimentação não são levadas em consideração.

Dessa forma, mais tarde, Isaac Newton relacionou a velocidade ao valor e direção do movimento dos planetas, ao estudar as Leis de Kepler.

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Leis de Kepler, o que são? Conceitos e explicações
Goconqr

Com isso, o físico criou uma fórmula para calcular a variação entre valor e direção, onde, de acordo com as observações de Newton, existiam forças que atuavam sobre os planetas e o Sol.

Sendo assim, chamada de Lei da Gravitação, a fórmula estabelecida para o cálculo é dada da seguinte forma:

F = G M.m / R²

Onde,

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F: força gravitacional

G: constante de gravitação universal

M: massa do Sol

m: massa do planeta

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Gostou das Leis de Kepler? Se interessa pelo assunto? Então, leia também o que é a Gravidade? Definição, características e Teoria da Gravitação 

Fontes: Mundo Educação, Toda Matéria, Brasil Escola e InfoEscola

Imagens: Stoodi, Biologia Total, Amino Apps, Noticias São Pedro da Aldeia, InfoEnem e Goconqr

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