Étude de documents
Terminale S

Les lois de Kepler

COMPRENDRE
Chapitre 6

Lycée Jean d’Alembert / Chili

COMPÉTENCES EXIGIBLES
 Connaître les trois lois de Kepler ; exploiter la troisième dans le cas d’un mouvement circulaire.
De l’Antiquité à la Renaissance, la Terre était considérée comme le centre de l’Univers. Il faudra attendre le XVII ème siècle pour qu’un astronome, Kepler, propose une description correcte du mouvement des planètes et des satellites.

DOCUMENT 1 : KEPLER ET SES 3 LOIS
Johannes Kepler est né en 1571 et mort en 1630, il est donc contemporain de Galilée et se situe exactement entre Copernic et Newton.
Il fait partie de ces « géants » sur les épaules desquels Newton s’est hissé.
Kepler a une mauvaise vue, il ne voulait et ne pouvait donc pas être astronome. Car a cette époque l’astronomie consistait essentiellement en des mesures de positions des corps célestes a l’œil nu. Il s’est alors retrouvé professeur de mathématiques et ses grandes qualités de mathématicien le font remarquer par Tycho brahé, astronome Danois très réputé a l’époque pour la qualité et la précision de ses observations.
Ce dernier est le premier astronome a construire une carte du ciel de grande précision. Kepler devient le disciple de Tycho
Brahé en 1594, a l’observatoire de Prague.
Kepler remarque alors que l’orbite de Mars n’est pas un cercle parfait mais plutôt une ellipse. Il doit donc se résoudre à reconnaître que Tycho s’est trompé dans ses observations mais son admiration pour son maître le fait douter. Il va donc élaborer ses lois :
1- Loi des orbites : L’orbite d’une planète est une ellipse dont le soleil occupe un des foyers.
2- Loi des aires : le rayon vecteur qui relie la planète au soleil balaie des aires égales en des temps égaux.
La vitesse d’une planète devient donc plus grande lorsque la planète se rapproche du soleil. Elle est maximale au voisinage du rayon le plus court (périhélie), et minimale au voisinage du rayon le plus grand (aphélie).
Il est très