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Lois de Kepler

« Lois de Kepler » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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Les lois de Kepler sont un ensemble de trois propriétés mathématiques qui décrivent le mouvement des planètes dans le système solaire. Elles ont été établies au début du XVIIe siècle par Johannes Kepler, qui se basait empiriquement sur les mesures qu'il avait faits lui-même avec Tycho Brahe.

Les trois lois se basent sur la théorie de Nicolas Copernic, à savoir que les planètes, dont la Terre, tournent autour du Soleil. Mais Kepler abandonne l'idée que les trajectoires des planètes étaient nécessairement des cercles parfaits1.

Première loi, loi des orbites[modifier | modifier le wikicode]

Première loi de Kepler.png

Kepler remarque que les orbites des planètes ne dessinent pas des cercles. La première loi énonce que les orbites décrivent des ellipses dont le Soleil occupe l'un des foyers. Kepler lui-même eut du mal à croire que les orbites des planètes n'étaient pas des cercles.

Seconde loi, loi des aires[modifier | modifier le wikicode]

Seconde loi de Kepler.png

Kepler remarque que la vitesse des planètes sur leur orbite change en fonction du temps, accélère puis ralentit. La seconde loi, plus compliquée, permet d'évaluer la vitesse du déplacement d'une planète en fonction de son orbite.

Imaginons une corde reliant le Soleil à une planète. Avec le temps, comme la planète se déplace sur son orbite elliptique, la corde dessine une surface ; plus le temps passe et plus la surface augmente. La seconde loi énonce le fait que, pour un intervalle de temps donné, l'aire couverte par la corde est toujours la même.

En pratique, les planètes se déplacent d'autant plus vite sur leur orbite qu'elles sont proches du Soleil.

Troisième loi, loi des périodes[modifier | modifier le wikicode]

Kepler remarque que, quelle que soit la planète considérée, il existe une relation entre le temps qu'il faut à la planète pour boucler son orbite (la période de révolution) et la distance au Soleil. La troisième loi énonce qu'il y a un rapport constant entre la période de révolution et le rayon2 de l'orbite de la planète.

Conséquences[modifier | modifier le wikicode]

Les lois de Kepler ont permis de faire des prévisions précises des positions des planètes dans le ciel, et donc de valider empiriquement (c'est-à-dire par l'expérience) la théorie héliocentrique (c'est-à-dire plaçant le Soleil au centre de l'Univers) de Nicolas Copernic.

Ces lois sont empiriques et descriptives, mais n'expliquent pas le mouvement des planètes. C'est Isaac Newton, qui énoncera les lois de Newton, qui démontrera mathématiquement les lois de Kepler.

Notes[modifier | modifier le wikicode]

  1. On considérait auparavant que tout ce qui se passe dans le ciel étant par nature divin, doit être parfait. La trajectoire des planètes devait donc être parfaite, c'est-à-dire circulaire.
  2. En réalité, le demi-grand axe de l'ellipse.
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