ケプラーの第2法則は「惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に描く面積は一定である」という法則で、「面積速度一定の法則」ともよばれます。
地球が太陽に近づいたときは公転速度が速くなり、遠ざかったときは公転速度が遅くなります。
(赤:太陽 青:地球 黄:月 を表しています)
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公転の軌道は楕円となります(ケプラーの第1法則)。
地球と楕円の中心を結ぶ線分と、太陽と遠点を結ぶ線分のなす角(離心近点角という)を\(\theta\)、楕円の離心率を\(\epsilon\)とすると、
時間\(t\)と離心近点角\(\theta\)の間には次の関係式が成り立ちます。
\(t=\frac{T}{2\pi}(\theta - \epsilon \sin \theta) \)
ここで\(t=f(\theta)\)と置くと、\(\theta =f^{-1}(t)\)となります。\(t\)が与えられたとき\(\theta\)を数学的に求めることは非常に困難ですが、ニュートン法を用いて地球の位置を求めています。
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