Calculadora de período orbital

Calcule o período e a velocidade de uma órbita circular com o semieixo maior e a massa central usando a terceira lei de Kepler.

Calcular um período orbital
Informe o semieixo maior entre centros em quilômetros e a massa do corpo central em quilogramas.

Sobre os períodos orbitais

O período orbital é o tempo que um objeto leva para completar uma volta ao redor de um corpo central. Esta calculadora usa a forma newtoniana da terceira lei de Kepler: o período é duas vezes pi multiplicado pela raiz quadrada do semieixo maior ao cubo dividido pelo produto da constante gravitacional e da massa central. Em uma órbita circular, o semieixo maior é simplesmente o raio orbital constante. A calculadora também informa a velocidade orbital circular, obtida pela raiz quadrada da constante gravitacional vezes a massa dividida pelo raio. O semieixo maior é uma distância entre centros, não a altitude acima da superfície de um planeta. Para avaliar um satélite em órbita terrestre baixa, some o raio médio da Terra, cerca de 6,371 quilômetros, à altitude do satélite. O campo aceita quilômetros e converte internamente para metros, mantendo a consistência com a constante gravitacional do SI. A massa central é informada em quilogramas. A notação científica, como 5.972e24 para a Terra, é conveniente para massas astronômicas. O período aumenta com o semieixo maior elevado a três meios, portanto afastar a órbita torna seu período muito mais longo. Uma massa central maior encurta o período em um raio fixo, pois a gravidade é mais forte. Um satélite geoestacionário ilustra essas relações: a aproximadamente 42,164 quilômetros do centro da Terra, seu período orbital coincide com a rotação sideral terrestre. Satélites de órbita baixa ficam muito mais próximos, viajam mais rápido e completam uma volta em cerca de noventa minutos. A mesma relação física descreve luas ao redor de planetas e planetas ao redor de estrelas. A fórmula implementada considera a massa do objeto em órbita desprezível em relação à massa central. De forma mais geral, o denominador contém a soma das duas massas. Ela também usa a aproximação ideal de dois corpos e apresenta a velocidade circular; a velocidade varia ao longo de uma órbita elíptica, embora o período continue dependendo do semieixo maior. Arrasto atmosférico, gravidade não esférica, perturbações de terceiros corpos, pressão de radiação e efeitos relativísticos são omitidos. Use esta calculadora para estudos, estimativas rápidas de missões e conferências de consistência. O planejamento operacional de trajetórias exige efemérides precisas, um parâmetro gravitacional adequado, análise de incertezas e propagação numérica que inclua as perturbações relevantes.

Exemplos de período orbital

Órbitas terrestres representativas mostram o forte efeito do semieixo maior.

Dados da órbitaResultado aproximadoContexto
Massa da Terra; semieixo maior de 6,771 kmPeríodo de 5,545 s; velocidade de 7.672 km/sUma órbita circular a cerca de 400 km acima da Terra.
Massa da Terra; semieixo maior de 42,164 kmPeríodo de 86,165 s; velocidade de 3.075 km/sO raio da órbita geoestacionária.
Massa da Terra; semieixo maior de 384,400 kmPeríodo de cerca de 27.45 diasUma aproximação circular de dois corpos para a Lua.

Como calcular o período orbital

  1. Informe o semieixo maior medido a partir do centro do corpo central em quilômetros.
  2. Informe a massa do planeta, da lua ou da estrela central em quilogramas.
  3. Selecione Calcular órbita para obter o período em segundos e horas, além da velocidade circular.
  4. Altere os dados ou redefina a calculadora para comparar outra órbita.

Perguntas frequentes sobre período orbital

O semieixo maior é igual à altitude?

Não. O semieixo maior é medido a partir do centro do corpo central. Para uma órbita circular, some o raio do corpo à altitude acima da superfície.

A fórmula funciona para órbitas elípticas?

Sim. O período ideal de dois corpos depende do semieixo maior da elipse. A velocidade exibida é especificamente a circular, não a velocidade variável ao longo de uma elipse.

Por que usar a massa central em vez da gravidade na superfície?

A dinâmica orbital depende do parâmetro gravitacional do corpo em todo o espaço. A gravidade na superfície também depende do raio do corpo e não é suficiente sozinha, sem informações adicionais.

Qual é o período geoestacionário?

Ele equivale a um dia sideral, cerca de 86,164 segundos, para que o satélite acompanhe a rotação da Terra. A órbita também deve ser circular, equatorial e percorrida no sentido da rotação terrestre.

Quando as massas dos dois objetos devem ser incluídas?

Quando a massa do corpo em órbita não é desprezível em relação à do corpo central. Estrelas binárias são um exemplo comum em que usar apenas uma massa distorceria o período.