1 - 1 - 7. 케플러의 법칙
[ 케플러 제 1법칙 / 케플러 제 2법칙 / 케플러 제 3법칙 ]
[ 케플러 제 1법칙 ; 타원 궤도의 법칙 ]
" 지구는 태양 주위를 타원 궤도를 따라 공전을 하고 있다 "
라는 법칙입니다. 그 예전에는 행성은 완전한 원운동을 한다고 셍각했는데
케플러가 화성의 운동을 몇 십 년 간 관찰한 결과 타원 궤도로 운동한다는 것이 밝혀졌습니다.
[ 케플러 제 2법칙 ; 면적 속도 일정의 법칙 ]
" 단위 시간 동안 휩쓸고 지나간 면적은 항상 일정하다 "
라는 법칙입니다. 좀 어렵게 느껴 지겠지만 아주 단순한 내용입니다.
태양에 가까울 때는 지구는 빨리 돌고 태양에서 멀 때는 지구는 느려지는 것을 설명한 법칙입니다.
거리가 작을 때면(가까워지면) 속도가 빠르고
거리가 커지면(멀 때) 속도가 느려져야 면적속도(거리 X 속도)의 값이 일정하게 됩니다.
즉, 3 X 4 = 4 X 3 인 것과 같은 셈입니다.
3(거리 작음, 가까울 때) X 4 (속도 빠름) = 4 (거리 큼, 멀 때) X 3 (속도 느림)
그래서 태양 가까울 때(우리나라 겨울임)는 지구의 공전 속도가 크며
태양에서 멀 때(우리나라는 여름임)는 지구의 공전 속도가 작아집니다.
이런 법칙때문에 태양에 가장 가까운 수성의 공정 속도가 가장 빠른 것입니다.
[ 케플러 제 3법칙 ; 조화의 법칙 ]
"공전주기의 제곱은 궤도장반경의 세제곱과 비례한다" 라는 법칙입니다.
태양으로 부터의 거리(장반경, 타원에서 긴 반지름)와 공전 주기는 다음 식과 같이
일정한 조화를 이룬다는 법칙입니다.
공전 주기(P)의 제곱 = 궤도장반경(a) 세제곱
[단, 위 식은 주기는 년, 궤도 반지름을 AU(태양과 지구 사이 거리가 1 AU)로 했을 때]
P2 = a 3
하늘에 도는 천체들이 멋대로 도는 것이 아니라 이러한 조화 속에서 돈다는 법칙입니다.
그래서 3법칙을 조화의 법칙이라고도 합니다.
위대한 천문학자 케플러는 이러한 3가지 법칙을 만들어 천문학과 천체 물리에 엄청난
발전을 가져왔습니다.