llei de les àrees

f
Física

Llei de les àrees aplicada a l’òrbita d’un planeta: les àrees contingudes entre els punts AA’, BB’ i CC’ són iguals perquè es recorren en temps iguals. El radi vector escombra àrees iguals en temps iguals

© fototeca.cat

Teorema referit al moviment d’un punt sotmès a un sistema de forces centrals, que demostra que les àrees descrites pels radis vectors r ©són proporcionals al temps emprat per a descriure-les.

En astronomia, aquest teorema és aplicat a l’estudi del moviment d’un planeta respecte al Sol i és conegut com la segona de les tres lleis de Kepler. La demostració és obtinguda d’aplicar el teorema del moment angular al cas particular del moviment d’un punt material M sotmès a un sistema de forces centrals que passen pel punt O , respecte al qual hom obté els moments. Aquests moments tenen una resultant nul·la i, per tant, el moment angular L és un vector constant perpendicular sempre als radis vectors, que descriuran com a conseqüència una trajectòria plana. Si hom considera la posició de M en els temps t i t + dt , l’àrea descrita per r en el temps dt serà la del triangle OMM' de valor dS = 1/2 Ldt/m , com és fàcil de demostrar pel teorema del moment angular, i per tant proporcional només al temps com indica el teorema.

Si el punt material M no és sotmès a forces centrals sinó a forces que sempre passen per un mateix eix, llavors el teorema de les àrees és aplicat a la projecció de la trajectòria sobre un pla perpedicular a l’eix.