Grâce à l'existence des lois de Kepler, complétées par les lois de la mécanique céleste de Newton, il est possible de connaître à un instant T (donné à l'avance) la position des astres, à la seconde près. La position en fonction du temps des astres principaux intéressants la navigation figure dans une publication annuelle du Bureau des Longitudes qui porte le nom d'éphémérides.
Les lois de Kepler permettent de comprendre que la vitesse de rotation du pied du Soleil sur la Terre n'est pas constante. En voici les énoncés:
1ère Loi de KEPLER: La loi des orbites
En astronomie, des lois décrivent les propriétés principales du mouvement des planètes autour du Soleil (dans un système héliocentrique). Elles ont été découvertes par Johannes Kepler (1571-1630).
Enoncé de la 1ère loi de Kepler dite "Loi des Orbites": Les planètes du système solaire décrivent des trajectoires elliptiques, dont le Soleil occupe l'un des foyers.
La Terre décrit une trajectoire elliptique, autour du Soleil, et le Soleil est l'un des foyers de cette ellipse.
2ème Loi de KEPLER: La loi des Aires
Considérons la Terre tournant sur son orbite autour du Soleil. Au moment T1 cette planète se situe en E. A l'instant T2, elle se trouve en D. Alors pendant le temps T=T2-T1, le segment Soleil-Terre balaye l'aire A2 (en bleu)
6 mois plus tard, la Terre se retrouve au point M. Pendant le même temps T, elle se déplace pour se retrouver en N. Alors le segment Soleil-Terre balaye l'aire A1 (en rouge).
La 2ème loi de Kepler précise que l'aire A1= l'aire A2
En conséquence, la vitesse de rotation de la Terre autour du Soleil n'est pas constante.
3ème loi de Kepler: La loi des périodes
Kepler démontre que \(\frac{T^2}{a^3}= constante\) avec:
- T = période de révolution autour du Soleil
- a = demi grand axe de l'ellipse
Les lois de Kepler permettent de déterminer par avance la position des astres par rapport à la Terre. Elles seront utiles aux astronomes pour publier les éphémérides.