3-й закон Кеплера.
Иоганн Кеплер обнаружил, что орбита Марса не окружность, а эллипс. Эллипс определяется как геометрическое место точек, для которых сумма расстояний от двух заданных точек (фокусов F1 и F2) есть величина постоянная и равная длине большой оси. Линия, соединяющая любую точку эллипса с одним из его фокусов, называется радиусом-вектором этой точки. Степень отличия эллипса от окружности характеризует его эксцентриситет, равный отношению расстояний между фокусами к большой оси: е = F1F2 / A1A2. При совпадении фокусов (е = 0) эллипс превращается в окружность.
Орбиты планет – эллипсы, мало отличающиеся от окружностей, так как их эксцентриситеты малы.
Большая полуось орбиты планеты – это ее среднее расстояние от Солнца. Среднее расстояние Земли от Солнца принято в астрономии за единицу расстояния и называется астрономической единицей: 1 а.е. = 149 600 000 км. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а наиболее удаленную – афелием
По эллипсам движутся не только планеты, но и их естественные и искусственные спутники. Ближайшая к Земле точка орбиты Луны или искусственного спутника Земли называется перигелием (греч. Гея или Ге – Земля), а наиболее удаленная – апогеем.
Третий закон Кеплера: Квадраты сидерических периодов обращений двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит: Иллюстрация третьего закона Кеплера на примере движения спутников Земли