الكوكب عبارة عن جسم سماوي يدور حول نجم في مدار خاص بهذا النجم، ويكون الكوكب بشكل مستدير بسبب جاذبيته ودورانه حول النجم، ونحن في كوكب الأرض نعيش في مجرّة درب التبّانة في المجموعة الشمسية والتي تتكوّن من تسعة كواكب، كوكب عطارد، والزهرة، والأرض، والمريخ، والمشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون، وبلوتو، ويدور كل كوكب من هذه الكواكب في مدار خاص به حول الشمس، ولهذا سمّيت هذه المجموعة بالمجموعة الشمسية، وتكون مسارات الكواكب بشكل إهليجي بحيث تكون الشمس أحد بؤرتي المدار الإهليجي، وحركة الكواكب تكون وفق قوانين دقيقة جداً في صيغ رياضية وفيزيائية، وكانت احسن وأفضل المعادلات والصيغ المستخدمة في حساب القوانين هي قوانين كبلر في الحركة وقوانين نيوتين في الجاذبية.
قوانين حركة الكواكب
قوانين كيبلر في الحركة
يعتبر كيبلر مكشتف حركة الكواكب وصاحب الإنجاز الأهم في الفلك، وهو عالم رياضي وفيزيائي كرس العالم الألماني كيبلر حياته في دراسة الكواكب، وقد اتّخذ كوكب المريخ كركيزة أساسية في دراسته المختلفة، في البداية ظنّ أن جميع المدارات لها شكل دائري، لكن جميع الحسابات التي قام بها لم تنطبق على الشكل الدائري، وبعد توسعه في الدراسات تأكّد أنّ معادلاته تنطبق على الشكل الإهليجي الذي يعتمد على وجود بؤرتين له. توصل العالم الألماني كبلر لصياغة ثلاثة قوانين بعد دراسات ضخمة ومعقّدة حول حركة الكواكب.
- القانون الأول: تدور الكواكب حول الشمس بشكل إهليجي حيث إنّ الشمس تكون بأحدى بؤرتي المدار الإهليجي.
- القانون الثاني: تعتمد سرعة الدوران للكوكب على بعد الكوكب حول النجم وفي مجموعتنا بعدها عن المجموعة الشمسية، فكلّما زاد بعد الكوكب عن النجم قلت سرعته؛ لأنّ قوة جذب الشمس للكوكب تقل كلّما بعد عنه، وكلما قلّ بعد الكوكب عن النجم زادت سرعته، ويتحكّم بالسرعة قوة جذب الشمس للكوكب أيّ أنّ العلاقة عكسية ما بين بعد الكوكب عن النجم وسرعة دورانه حوله.
- القانون الثالث: يتناسب مربع الفترة المدارية (أي ما يستغرقة الكوكب في الدوران حول النجم) مع مكعّب نصف محور مداره الرئيسي.
قوانين نيوتين في الجاذبية
العالم إسحاق نيوتين مكتشف علم الجاذبية، اعتمدت قوانينه ودراساته بشكل رئيسي في دراسة قوانين الجاذبية للكواكب السيارة حول النجوم، ومن أهمّ قوانينه التي توصل لها:
- القانون الأول: الجسم يبقى في حالة سكون أو في حركة ثابتة ما لم تؤثر عليه قوة من الخارج.
- القانون الثاني: تتسارع حركة الجسم وتتناسب بشكل طردي مع مجموعة القوى الخارجية المؤثّرة عليه، وبشكل عكسي مع كتلته، ويتجه الجسم مع اتجاه القوة.
- القانون الثالث: لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.
