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

ગુરુત્વાકર્ષણ બળ હેઠળ લંબગોળ કક્ષામાં,સામાન્ય રીતે

નીચે બે વિધાનો આપેલા છે: એકને વિધાન $(A)$ તરીકે અને બીજાને કારણ $(R)$ તરીકે લેબલ કરવામાં આવ્યું છે.
વિધાન $(A):$ સૂર્યથી ગ્રહ સુધીનો ત્રિજ્યા સદિશ સમાન સમયગાળામાં સમાન ક્ષેત્રફળ કાપે છે અને તેથી ગ્રહનો ક્ષેત્રીય વેગ અચળ રહે છે.
કારણ $(R):$ કેન્દ્રીય બળ ક્ષેત્ર માટે કોણીય વેગમાન અચળ હોય છે.
ઉપરોક્ત વિધાનોના પ્રકાશમાં,નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌથી યોગ્ય જવાબ પસંદ કરો:

પૃથ્વીના ઉપગ્રહનો આવર્તકાળ $24 \ hours$ છે. જો પૃથ્વી અને ઉપગ્રહ વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્યના ચોથા ભાગનું કરવામાં આવે,તો તેનો નવો આવર્તકાળ $....... \ hours$ થશે.

એક ઉપગ્રહ પૃથ્વીની આસપાસ $R$ ત્રિજ્યાની વર્તુળાકાર કક્ષામાં છોડવામાં આવે છે. બીજો ઉપગ્રહ $1.02 R$ ત્રિજ્યાની કક્ષામાં છોડવામાં આવે છે. બીજા ઉપગ્રહનો આવર્તકાળ પ્રથમ કરતા આશરે ........ $\%$ જેટલો વધારે છે.

Difficult
View Solution

એક ગ્રહ સૂર્યની આસપાસ લંબગોળ કક્ષામાં પરિભ્રમણ કરી રહ્યો છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

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