ケプラーの第二法則とは?
けぷらーのだいにほうそく
「法則」の用語まとめを見るケプラーの第二法則とは、惑星と太陽を結ぶ線分が、同じ時間内に掃く面積が常に等しいという面積速度一定の法則です。
ケプラーの第二法則(Kepler's second law)は、1609年に発表された「面積速度一定の法則」あるいは「等面積の法則」とも呼ばれる惑星運動の法則です。
内容を具体的に説明すると、太陽と惑星を結ぶ仮想的な線分(動径)が、一定の時間内に掃く扇形の面積は、軌道上のどの位置でも等しくなります。これは言い換えると、惑星が太陽に近い位置(近日点付近)では速く動き、遠い位置(遠日点付近)では遅く動くことを意味します。
この法則が成り立つ根本的な理由は、角運動量の保存則にあります。太陽の重力は惑星を太陽に向かって引くため、惑星の公転を加速・減速させる方向のトルク(回転力)を生みません。その結果、角運動量が保存され、面積速度が一定に保たれます。
実際の観測例として、地球は近日点(1月初旬)付近では約30.3km/sで公転し、遠日点(7月初旬)付近では約29.3km/sと約1km/s遅くなります。この速度差は小さいように見えますが、極端な楕円軌道を持つ彗星では近日点と遠日点で何十倍もの速度差が生じます。
ケプラーの第二法則は、ニュートン力学において中心力(力が常に一点を向く場合)が作用する系では普遍的に成り立つことが証明されており、電子の核周回運動など原子スケールの現象にも適用されます。
使い方・例文
地球の公転速度が冬と夏でわずかに異なること(冬の方が速い)は、ケプラーの第二法則によって説明できます。
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