แรงทั้งสองที่ทำให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์

หลายคนรู้ว่าดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วงโคจรนี้สร้างวัน ปี และฤดูกาลบนโลก อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าเหตุใดดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์และยังคงอยู่ในวงโคจรของพวกมันอย่างไร มีแรงสองอย่างที่ทำให้ดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจรของมัน

แรงโน้มถ่วงเป็นแรงหลักที่ควบคุมวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แม้ว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงจะมีแรงโน้มถ่วงของตัวเองตามขนาดของดาวเคราะห์และความเร็วที่มันโคจรไป แต่วงโคจรก็ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์นั้นแรงพอที่จะดึงดาวเคราะห์เข้าหามันเพื่อสร้างรูปแบบการโคจร แต่ไม่แรงพอที่จะดึงดาวเคราะห์เข้าสู่ดวงอาทิตย์ ซึ่งคล้ายกับผลกระทบของโลกต่อวงโคจรของดวงจันทร์และดาวเทียม แรงโน้มถ่วงที่น้อยกว่าของดาวเคราะห์ยังช่วยป้องกันไม่ให้ดาวเคราะห์ตกสู่ดวงอาทิตย์

แรงโน้มถ่วงถูกกำหนดเป็น:

F = Gm₁ม₂ / r²

ม₁ และ ม₂ อ้างถึงมวลของวัตถุทั้งสองที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ G เป็นค่าคงที่โน้มถ่วงสากลและ r คือการแยกระหว่างวัตถุทั้งสอง นี่แสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงจะแรงขึ้นสำหรับวัตถุที่ใหญ่กว่า และยิ่งอ่อนลงเมื่ออยู่ห่างจากกันมากขึ้น ถ้าดาวเคราะห์ใหญ่กว่า แรงระหว่างพวกมันกับดวงอาทิตย์ก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นและมันจะเปลี่ยนวงโคจรของพวกมัน ในทำนองเดียวกัน สมการแสดงให้เห็นว่าระยะห่างของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์ก็เป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างวงโคจรเช่นกัน

กฎทางกายภาพที่ระบุว่าวัตถุที่เคลื่อนที่มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ยังมีบทบาทในการรักษาดาวเคราะห์ให้อยู่ในวงโคจร ตามที่ Eric Christian ผู้ซึ่งทำงานให้กับ NASA กล่าวว่าระบบสุริยะถูกสร้างขึ้นจากเมฆก๊าซที่หมุนวน สิ่งนี้ทำให้ดาวเคราะห์เคลื่อนไหวตั้งแต่กำเนิด เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนตัว กฎของฟิสิกส์ทำให้พวกมันเคลื่อนที่โดยอาศัยแรงเฉื่อย ดาวเคราะห์ยังคงเคลื่อนที่ในอัตราเดียวกันในวงโคจรของพวกมัน

แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทำงานร่วมกับความเฉื่อยเพื่อสร้างวงโคจรและรักษาความสม่ำเสมอ แรงโน้มถ่วงดึงดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์เข้าด้วยกันโดยแยกทั้งสองออกจากกัน ความเฉื่อยมีแนวโน้มที่จะรักษาความเร็วและเคลื่อนที่ต่อไป ดาวเคราะห์ต้องการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเนื่องจากฟิสิกส์ของความเฉื่อย อย่างไรก็ตาม แรงดึงดูดต้องการเปลี่ยนการเคลื่อนที่เพื่อดึงดาวเคราะห์เข้าสู่แกนกลางของดวงอาทิตย์ เมื่อรวมกันแล้วสิ่งนี้จะสร้างวงโคจรที่โค้งมนในรูปแบบของการประนีประนอมระหว่างแรงทั้งสอง

ความเร็วหรือความเร็วของดาวเคราะห์มีบทบาทสำคัญในวงโคจรของมัน รวมถึงรูปร่างของวงโคจรด้วย เพื่อให้ดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์และไม่ตกลงไปในนั้น ดาวเคราะห์ต้องมีความเร็วที่เร็วพอที่จะรักษาระยะห่างจากดวงอาทิตย์ได้ ยิ่งดาวเคราะห์เคลื่อนที่เร็วเท่าไร ก็ยิ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นเท่านั้น หากดาวเคราะห์เดินทางเร็วเกินไป วงโคจรอาจกลายเป็นรูปวงรีมากขึ้น ส่งผลให้รูปร่างของวงโคจรแตกต่างกันไปตามความเร็วที่แตกต่างกันของดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ไม่มีดาวเคราะห์ดวงใดเดินทางเร็วพอที่จะแยกตัวออกจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์