Jaka jest zależność okresu obiegu satelity krążącego wokół Ziemi od promienia jego orbity?
Jaka jest zależność okresu obiegu satelity krążącego wokół Ziemi od promienia jego orbity?
Satelita orbitujący wokół dowolnego ciała niebieskiego znajduje się w stanie równowagi między działającą na niego siłą grawitacji, a siłą odśrodkową wynikającą z ruchu obrotowego na orbicie kołowej. Przyrównując obie te siły do siebie, Fg = Fd, można wyznaczyć korelację między okresem orbity a jego promieniem: GMm⁄r2 = mv2⁄r. Po odpowiednich przekształceniach i zapisaniu prędkości w zależności od okresu, v = 2πr/T , uzyskujemy finalną zależność T2 = r34π2/(GM).
Jak widać, jeżeli masa (M) ciała niebieskiego wokół którego orbituje satelita (o masie m) jest znana, to jedyne zmienne jakie zostały to okres T i promień orbity r. Z powyższego równania wynika, że kwadrat okresu obiegu jest wprost proporcjonalny do sześcianu promienia orbity, T2 ∝ r3. Uzyskana zależność jest podwaliną pod tzw. trzecie prawo Keplera i wiąże ona okres obiegu i promień orbit satelitów okrążających to samo ciało niebieskie, np. Słońce i planety układu słonecznego.