Hukum Kepler

Elips adalah bentuk yang menyerupai lingkaran pipih. Berapa banyak lingkaran diratakan dinyatakan oleh eksentrisitasnya. Eksentrisitas adalah angka antara 0 dan 1. Angka nol mendefinisikan sebagai lingkaran yang sempurna.

Eksentrisitas elips mengukur seberapa rata lingkaran itu. Ini sama dengan akar kuadrat dari [1 – b*b/(a*a)]. Huruf a adalah singkatan dari sumbu semimayor, jarak melintasi sumbu panjang elips.

Huruf b adalah singkatan dari sumbu semiminor, jarak melintasi sumbu pendek elips. Untuk lingkaran sempurna, a dan b sama sehingga eksentrisitasnya nol. Orbit bumi memiliki eksentrisitas 0,0167, sehingga sangat mendekati lingkaran sempurna.

Hukum Kepler 2

Karena orbitnya tidak melingkar, energi kinetik planet tidak konstan di jalurnya. Hal ini menyebabkan energi kinetik lebih banyak berkumpul di dekat Perihelion, sedangkan pada area Aphelion energi kinetik menjadi lebih sedikit, sehingga didapatkan persamaan “r_min + r_max = 2a × (panjang sumbu utama elips)”

Dari hukum yang telah ada sebelumnya memang dijelaskan tentang bagaimana bentuk orbit planet. Namun hukum ini masih memiliki kekurangan yakni tidak bisa memperkirakan dimana kedudukan planet di satu waktu.

Karena itulah Kepler berupaya memecahkan permasalahan tersebut hingga melahirkan hukum yang kedua tersebut. Untuk lebih memahami konsep ini, perhatikan ilustrasi gambar berikut.

Dari gambar tersebut dapat dilihat adanya contoh orbit planet-planet terhadap matahari. Kecepatan sudut dan jari-jari orbit planet berbentuk elips cenderung bervariasi.

Planet cenderung bergerak lebih cepat saat dekat dengan matahari dan begitu pula sebaliknya akan bergerak lebih lambat saat jaraknya jauh dari matahari. Apabila diketahui periode revolusi planet adalah P, maka rumus mencari kecepatan sudut rata-ratanya adalah:

Hukum Kepler 3

Pada hukum ketiga ini dijelaskan tentang periode revolusi dari setiap planet yang bergerak mengelilingi matahari. Planet mempunyai periode orbit yang lebih lama saat berada jauh dari matahari.

Begitu pula sebaliknya, planet mempunyai periode orbit yang lebih singkat apabila letaknya berada dekat dengan matahari. Jika dituliskan secara matematis, rumus hukum Kepler 3 ini bisa dirumuskan sebagai berikut: