I. Hukum I Kepler
Hukum I Kepler menyatakan bahwa planet bergerak mengelilingi matahari dengan lintasan elips dengan matahari berada pada salah satu titik fokusnya. jadi pada elips terdapat dua titik fokus dan elips berbeda dengan lingkaran. Perbedaan elips dengan lingkaran adalah elips agak lonjong dibandingkan dengan lingkaran. ukuran kelonjongan elips dinyatakan dengan eksentrisitas. Jadi eksentrisitas adalah kelonjongan atau kepipihan lintasan ellips yang dimiliki oleh setiap planet pada saat berputar mengelilingi matahari. Semakin besar eksesntrisitas yang dimiliki oleh suatu planet, lintasan (orbitnya) menjadi semakin pipih.
Merkurius memiliki eksesntrisitas yang paling besar. Sedangkan bumi eksesntrisitasnya 0,017, sehingga orbitnya hampir berbentuk lingkaran.
Tabel 1. Daftar Perioda Revolusi dan Eksentrisitas Planet
| Planet | Sumbu Panjang (a) dalam SA | Periode Revolusi (T) | Eksentrisitas | T2/a3 |
| Merkurius | 0,387 | 0,241 | 0,206 | 1,002 |
| Venus | 0,723 | 0,615 | 0,007 | 1,001 |
| Bumi | 1,000 | 1,000 | 0,017 | 1,000 |
| Mars | 1,524 | 1,881 | 0,093 | 1,000 |
| Yupiter | 5,203 | 11,86 | 0,048 | 0,999 |
| Saturnus | 9,537 | 29,42 | 0,054 | 0,998 |
| Uranus | 19,19 | 83,75 | 0,047 | 0,993 |
| Neptunus | 30,07 | 163,7 | 0,009 | 0,986 |
Eksentrisitas bisa terdiri dari nilai berikut:
Orbit lingkaran:
e = 0
Orbit elips: 0 <
e < 1 (lihat
Elips)
Lintasan hiperbola:
e > 1 (lihat
Hiperbola)
dengan :
- a = ½ sumbu panjang elips
- b = ½ sumbu pendek elips
- Jarak perihelion = a (1 – e)
- Jarak aphelion = a (1 + e)
- e = eksentrisitas, dengan e2 = 1 – b2/a2
II. Hukum II Kepler
Garis hubung Matahari – Planet menyapu daerah yang sama untuk selang waktu yang sama.Penjelasan:
Jika selang waktu planet bergerak dari a ke b sama dengan selang waktu dari c ke d (t
ab = t
cd) maka luas juring aMb = luas juring cMd, atau
tab = tcd maka luas aMb = luas cMd
Luas seluruh elips adalah
πab, yang ditempuh dalam waktu
P, sehingga luas daerah yang disapu persatuan waktu adalah
L = πab/P
III. Hukum III Kepler
Setengah sumbu panjang orbit pangkat tiga berbanding lurus dengan periode pangkat dua.
a3 = kT2
IV. Kesesuaian Hukum III Kepler dengan Hukum Gravitasi Newton
Bagaimana kesesuaian antara hukum III Kepler dengan hukum Gravitasi Newton? Untuk menjelaskan hal ini dapat dilakukan pendekatan bahwa orbit planet adalah berupa lingkaran dan matahari terletak pada pusatnya.
Perhatikan gambar berikut!
Bumi yang bermassa m bergerak melingkar mengelilingi matahari yang bermassa M dengan gaya sentripetal Fs yang arahnya menuju pusat putaran (matahari). Pada saat yang bersamaan sesuai dengan hukum Gravitasi Newton bumi dan matahari saling tarik menarik dengan gaya gravitasi Fg.
