Astronomia Sem Limites
Johannes Kepler foi um astrônomo e matemático alemão, nascido no dia 27 de Dezembro de 1571 na cidade de Weil der Stadt. Em 1589 aos dezessete anos, Kepler ingressou no curso de astronomia ministrado por Michael Maestlin que ensinava apenas aos seus melhores alunos as ideia expostas por Nicolau Copérnico no seu livro Sobre as revoluções das esferas celestes, o qual foi censurado pela igreja evangélica luterana da época. Iluminado pelas ideias de Copérnico e pelo sonho platônico de um cosmo geométrico perfeito, Kepler começou suas pesquisas.
Primeira Lei de Kepler
''Lei das órbitas elípticas (Astronomia Nova, 1609): A órbita de cada planeta é uma elipse, com o Sol em um dos focos. Como consequência da órbita ser elíptica, a distância do Sol ao planeta varia ao longo de sua órbita''.
Ao analisar as observações da órbita de Marte, constatadas por Tycho Brahe, Kepler encontrou problemas ao tentar encaixá-la em uma circunferência perfeita. Após algum tempo, Kepler decidiu usar um formato elíptico para a órbita, e o mesmo encaixa perfeitamente, com o Sol exatamente em um dos focos da elipse.
A elipticidade da orbita de Mate é tão pequena que é quase imperceptível nessa escala. Porém, podemos observar a excentricidade da órbita em relação ao Sol, representado na imagem pelo circulo ao lado do centro da elipse
Segunda Lei de Kepler
''Lei da áreas (1609): A reta unindo o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais. O significado físico desta lei é que a velocidade orbital não é uniforme, mas varia de forma regular: quanto mais distante o planeta está do Sol, mais devagar ele se move''.
(É importante constatar que, mesmo com a elipticidade sendo quase imperceptível, podemos representar as órbitas com desenhos elípticos bem acentuados para não acabarmos criando modelos equivocados com os alunos.)
A área percorrida pelo planeta em A1 é igual a área percorrida em A2 em intervalos de tempos iguais, porém a distância percorrida é diferente pois a velocidade em A2 é maior que em A1.
Terceira Lei de Kepler
Lei harmônica (Harmonices Mundi, 1618): O quadrado do período orbital dos planetas é diretamente proporcional ao cubo de sua distância média ao Sol. Esta lei estabelece que planetas com órbitas maiores se movem mais lentamente em torno do Sol e, portanto, isso implica que a força entre o Sol e o planeta decresce com a distância ao Sol.
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Alguns anos após apresentar suas duas primeiras leis, Johannes Kepler consegue relacionar o período orbital do planeta com o seu raio, e assim determina sua terceira lei.
