การศึกษาหาระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์บนวงโคจรวงรี ณ เวลาใดเวลาหนึ่งเปรียบเทียบกับวิธีการศึกษาของเคปเลอร์
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
คุณัญญา สว่างโสดา, พงศพล เขยนอก, บุณยกร ทองระอา
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สมเกียรติ พาบุ, ทิพรัตน์ แสงฤทธิ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โจฮานเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลตำแหน่งของดาวเคราะห์ ซึ่งได้มาจากการตรวจวัดอย่างละเอียดโดย ไทโค บราเฮ (Tycho Brahe) นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ผู้มีชื่อเสียงในยุคนั้น แล้วทำการทดลองด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เคปเลอร์พบว่า ผลของการคำนวณซึ่งถือเอาวงโคจรเป็นรูปวงกลมไม่สอดคล้องกับข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการณ์ แต่สอดคล้องกับการคำนวณซึ่งถือเอาวงโคจรเป็นรูปวงรี จึงได้ประกาศกฎ 3 ข้อเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ว่า กฎของเคปเลอร์ (Kepler’s laws) โดยมีสาระสำคัญได้แก่ ข้อที่ 1 วงโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวงเป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางจุดหนึ่ง วงรีเกิดจากการมีจุดศูนย์กลาง 2 จุด ข้อที่ 2 เส้นตรงที่เชื่อมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์ กวาดพื้นที่เท่า ๆ กันในระยะเวลาเท่ากัน และข้อที่ 3 กำลังสองของคาบการโคจรของดาวเคราะห์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสามของกึ่งแกนเอกของวงโคจร ซึ่งต่อมาเซอร์ไอแซก นิวตัน (Isaac Newton) สามารถสรุปกฎด้วยกฎการเคลื่อนที่ และ กฎความโน้มถ่วงสากล โดยใช้แคลคูลัส สำหรับการศึกษาหาระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์นั้นได้มีการศึกษาไว้แล้วแต่เป็นเรื่องที่ยากต่อความเข้าใจ ทางคณะผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะศึกษาหาระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ ณ เวลาต่างๆ โดยอาศัยความรู้เรื่องการหาพื้นที่ใต้ส่วนโค้ง ทั้งในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน และระบบพิกัดเชิงขั้วแล้วมาเปรียบเทียบกับวิธีการศึกษาของเคปเลอร์ต่อไป