Leis de Kepler

Joel Câmara de Carvalho Filho - Auta Stella Medeiros Germano - UFRN 

 Nesta aula, veremos como as observações cuidadosas do movimento dos planetas levaram, através de uma análise rigorosa, à formulação correta das leis que regem o movimento dos mesmos em torno do Sol: as chamadas Leis de Kepler. Estudaremos também como Isaac Newton, posteriormente, criou uma teoria para explicar esse movimento baseando-se na força de atração entre os corpos, ou seja, a gravitação universal.

As observações de Tycho Brahe
A descoberta das leis do movimento dos planetas e o posterior desenvolvimento da lei da gravitação universal que estudaremos nesta aula só se tornaram possíveis devido às observações sistemáticas do céu. Tais observações foram levadas a cabo desde a Antiguidade até o início da Era Moderna por grandes astrônomos, que dedicaram suas vidas a esse extenuante trabalho. Entre estes, destaca-se Tycho Brahe (Figura 1).

Tycho Brahe foi, sem dúvida alguma, um dos maiores observadores de todos os tempos, suas observações de alta precisão permitiram a Kepler deduzir as leis sobre as órbitas dos planetas.

Leis da física para a Gravitação:

Primeira Lei de Kepler do movimento planetário: Os planetas descrevem elípticas em torno do Sol estando este situado em um dos focos da elipse.

Segunda Lei de Kepler do movimento planetário: Se traçarmos uma linha imaginária unindo o Sol a um planeta, ela varrerá áreas iguais em intervalos de tempo iguais enquanto o planeta viaja em torno do Sol sobre a elipse no seu movimento orbital.

Terceira Lei de Kepler do movimento planetário: A razão dos quadrados dos períodos P1 e P2 de revolução em torno do Sol de dois planetas é igual à razão dos cubos de seus semi-eixos maiores R1 e R2.

As Leis de Kepler representam uma grande realização e triunfo de uma Astronomia moderna que naquele momento dava seus primeiros passos. Kepler teve a coragem de formular leis que, de certo modo, iam de encontro às suas próprias crenças, pois sabia que mais importantes eram as evidências empíricas reveladas através dos dados observacionais.
Contudo, a grande síntese das novas idéias da Mecânica de Galileu sobre o movimento dos corpos celestes e terrenos, contrárias aos antigos conceitos aristotélicos, e das leis de Kepler sobre o movimento dos planetas seria alcançada alguns anos depois por Isaac Newton.

Resumo
Nesta aula, vimos a importância do trabalho cuidadoso de observação feito por Tycho Brahe, que forneceu dados de grande precisão levando Johannes Kepler a descobrir que as órbitas dos planetas não eram circulares, mas elípticas e, assim, enunciar as três leis que regem o movimento planetário. Estudamos também que Isaac Newton, através de um extraordinário trabalho de criação, descobriu que a força de atração que faz os corpos serem atraídos para o centro da Terra é a mesma que mantém a Lua girando na sua órbita. Ele encontrou a expressão matemática para a lei da gravitação e estabeleceu o seu caráter universal sendo capaz de explicar as Leis de Kepler.

Download