ગ્રહોની ગતિ માટે કેપ્લરનો કક્ષાઓનો નિયમ (પ્રથમ નિયમ) સમજાવો.
કક્ષાઓનો નિયમ $(Law\,of\,Orbits)$ : બધા ગ્રહો એવી દીર્ધવૃત્તિય કક્ષાઓમાં ભ્રમણ કરે છે કે જેના એક કેન્દ્ર પર સૂર્ય રહેલો હોય છે.
ગ્રહ વડે સૂર્યની આસપાસ રચાયેલું દીર્ધવૃત્ત આકૃતિમાં બતાવ્યું છે. સૂર્યથી સૌથી નજીકનું બિંદુ $P$ છે અને સૌથી દૂરનું બિંદુ $A$ છે.
$P$ ને સૂર્યનીચ બિંદુ $(Perihelion)$ અને $A$ ને સૂર્યોચ્ચ બિંદુ $(Aphelion)$ કહે છે. અર્ધદીર્ધ અક્ષ એ $AP$ અંતરનું અડધું છે. આ નિયમ કોપરનિક્સના મોંડેલ કે જેમાં માત્ર વર્તુળાકાર કક્ષાઓ માન્ય હતી તેનાં કરતાં જુદો પડે છે. (દિર્ધવૃત્ત એ એક બંધ વક્ર છે. જेનો એક વિશિષ્ટ કિસ્સો વર્તુળ છે.)
એક ઉપગ્રહ પૃથ્વીની ફરતે $R$ ત્રિજયાની કક્ષામાં $1$ દિવસ માં $1$ પરિભ્રમણ કરે છે બીજો ઉપગ્રહ $8$ દિવસ માં $1$ પરિભ્રમણ પૂરું કરે તો બીજા ઉપગ્રહની કક્ષીય ત્રિજ્યા કેટલી હોય ?
સૂર્ય જેવા તારાની આસપાસ જુદા જુદા અંતરે અસંખ્ય પદાર્થો ગતિ કરે છે. તે બધા વર્તુળાકાર કક્ષામાં ગતિ કરે છે તેમ ધારો. તારાના કેન્દ્રથી પદાર્થનું અંતર $r$ અને તેનો રેખીય વેગ $v$, કોણીય વેગ $\omega $, ગતિઊર્જા $K$, સ્થિતિઊર્જા $U$, કુલ ઊર્જા $E$ અને કોણીય વેગમાન $L$ છે. જેમ કક્ષાની ત્રિજ્યા $r$ વધે તેમ કઈ રાશિઓ વધશે અને કઈ રાશિઓ ઘટશે તે નક્કી કરો.
એક પૃથ્વીનો ઉપગ્રહ $'x'$ પૃથ્વીની કક્ષામાં ભ્રમણ કરી રહ્યો છે. જેની ત્રિજ્યાએ કમ્યુનીકેશન ઉપગ્રહની કક્ષાની ત્રિજ્યા કરતાં $1 / 4$ ભાગ જેટલી છે. તો $X$ ના પરિભ્રમણનો આવર્તકાળ ......... હશે?
પૃથ્વીના કેન્દ્રથી $r$ અંતરે રહેલા $m$ દળના $A$ ઉપગ્રહ અને પૃથ્વીના કેન્દ્રથી $2r$ અંતરે રહેલા $2m$ દળના $B$ ઉપગ્રહના આવર્તકાળનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
ગ્રહોની ગતિ માટે કેપ્લરનો ક્ષેત્રફળનો નિયમ (બીજો નિયમ) લખો અને સાબિત કરો.