ગ્રહોની ગતિ માટે કેપ્લરનો બીજો નિયમ (ક્ષેત્રફળનો નિયમ) લખો અને સાબિત કરો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) કેપ્લરનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે: "કોઈપણ ગ્રહને સૂર્ય સાથે જોડતી રેખા સમાન સમયગાળામાં સમાન ક્ષેત્રફળ આંતરે છે."
સાબિતી:
ધારો કે એક ગ્રહ $P$ સૂર્ય $S$ ની આસપાસ લંબગોળ કક્ષામાં ગતિ કરે છે. સૂર્યની સાપેક્ષમાં ગ્રહનો સ્થાન સદિશ $\vec{r}$ છે. સૂક્ષ્મ સમયગાળા $\Delta t$ માં, ગ્રહ $P$ થી $P^{\prime}$ સુધી ગતિ કરે છે, જે સ્થાનાંતર $\Delta \vec{r} = \vec{v} \Delta t$ દર્શાવે છે.
સમય $\Delta t$ માં સ્થાન સદિશ દ્વારા આંતરાયેલું ક્ષેત્રફળ $\Delta A$ એ ત્રિકોણ $SPP^{\prime}$ ના ક્ષેત્રફળ જેટલું છે:
$\Delta A = \frac{1}{2} |\vec{r} \times \Delta \vec{r}| = \frac{1}{2} |\vec{r} \times (\vec{v} \Delta t)| = \frac{1}{2} |\vec{r} \times \vec{v}| \Delta t$
$\Delta t$ વડે ભાગતા, આપણને ક્ષેત્રીય વેગ મળે છે:
$\frac{dA}{dt} = \frac{1}{2} |\vec{r} \times \vec{v}|$
સૂર્ય દ્વારા ગ્રહ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એ કેન્દ્રીય બળ હોવાથી, તે સૂર્ય અને ગ્રહને જોડતી રેખા પર લાગે છે. તેથી, ટોર્ક $\vec{\tau} = \vec{r} \times \vec{F} = 0$ થાય છે.
ટોર્ક શૂન્ય હોવાથી, કોણીય વેગમાન $\vec{L} = \vec{r} \times \vec{p} = \vec{r} \times (m\vec{v}) = m(\vec{r} \times \vec{v})$ અચળ રહે છે.
ક્ષેત્રીય વેગના સમીકરણમાં $\vec{r} \times \vec{v} = \frac{\vec{L}}{m}$ મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = \frac{1}{2} |\frac{\vec{L}}{m}| = \frac{L}{2m}$
અહીં $L$ અને $m$ અચળ હોવાથી, $\frac{dA}{dt}$ પણ અચળ રહે છે. આ સાબિત કરે છે કે ગ્રહ સમાન સમયગાળામાં સમાન ક્ષેત્રફળ આંતરે છે.

Explore More

Similar Questions

સૌર મંડળમાં ઉપગ્રહોની ગતિ એ નીચેનામાંથી કોનું ઉદાહરણ છે?

આકૃતિ સૂર્ય $S$ ની આસપાસ $m$ દળ ધરાવતા ગ્રહની લંબગોળ કક્ષા દર્શાવે છે. છાયાંકિત વિસ્તાર $SCD$ એ છાયાંકિત વિસ્તાર $SAB$ કરતા બમણો છે. જો ગ્રહને $C$ થી $D$ સુધી જવા માટે લાગતો સમય $t_1$ હોય અને $A$ થી $B$ સુધી જવા માટે લાગતો સમય $t_2$ હોય,તો:

$m$ દળ ધરાવતો એક ઉપગ્રહ $A$ પૃથ્વીના કેન્દ્રથી $r$ અંતરે છે. $2m$ દળ ધરાવતો બીજો ઉપગ્રહ $B$ પૃથ્વીના કેન્દ્રથી $2r$ અંતરે છે. તેમના આવર્તકાળનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

પૃથ્વીના ઉપગ્રહનો આવર્તકાળ $24 \text{ કલાક}$ છે. જો પૃથ્વી અને ઉપગ્રહ વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્યના ચોથા ભાગનું કરવામાં આવે, તો તેનો નવો આવર્તકાળ કેટલો થશે ($\text{ કલાક}$ માં)?

સૂર્યની આસપાસ એક ગ્રહનો પરિભ્રમણ સમય પૃથ્વીના પરિભ્રમણ સમય કરતાં $8$ ગણો છે. ગ્રહની કક્ષાની ત્રિજ્યા અને પૃથ્વીની કક્ષાની ત્રિજ્યાનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo