Conservación del Momento Angular y Leyes de Kepler: Fundamentos del Movimiento Planetario
Conservación del Momento Angular
Si el momento resultante, respecto a un punto O, de las fuerzas aplicadas a una partícula es nulo, el momento angular de la partícula respecto al punto O se conserva, es decir, permanece constante.
La ley de conservación del momento angular es una de las leyes fundamentales de la naturaleza. Es válida en todos los ámbitos, desde el microscópico (por ejemplo, el momento angular de un electrón es constante) hasta el macroscópico, en que encontramos multitud de situaciones donde se cumple este principio:
- Cuando una patinadora sobre hielo gira sobre sí misma, si pliega los brazos hacia su cuerpo, disminuye la distancia entre estos y el eje de giro (que es su cuerpo), por lo que su velocidad angular debe aumentar para que su momento angular permanezca constante.
- Lo mismo sucede con los saltadores de trampolín, que pliegan sobre su cuerpo piernas y brazos para lograr girar durante su caída.
Leyes de Kepler
¿Es posible que los planetas puedan moverse sin necesidad de un «motor» que los impulse? ¿Hay leyes que expliquen el movimiento de los planetas?
El ser humano lleva formulándose estas preguntas desde hace cientos de años, aunque no se respondieron de forma coherente hasta la irrupción de Kepler y, posteriormente, Newton, como veremos en los dos primeros apartados de la unidad.
Las leyes de Kepler explican cómo es el movimiento de los planetas alrededor del Sol y son el resultado de minuciosas observaciones realizadas durante muchos años; por este motivo, decimos que son leyes empíricas.
Ley de las Órbitas
Para ajustar los datos recopilados por su maestro Tycho Brahe y buscando la forma de retocar la teoría heliocéntrica de Copérnico para que fuera totalmente compatible con ellos, Kepler desechó la idea de que los planetas seguían trayectorias circulares en su movimiento de rotación alrededor del Sol: si se admitía que la elipse era la trayectoria natural de los cuerpos celestes, se obtenía un esquema del sistema solar de gran simplicidad.
Todos los planetas se mueven describiendo órbitas elípticas en torno al Sol, localizado en uno de los focos de la elipse.