L'orbita descritta da un pianeta è un'ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi.

Keplero elimina dall'astronomia le sfere celesti e ipotizza per i pianeti un moto diverso da quello circolare. Poiché l'ellisse è una figura piana, i moti dei pianeti avvengono in un piano, detto piano orbitale. Per la terra tale piano è detto eclittica.

La distanza dei pianeti dal Sole non è costante, ma varia da un massimo (afelio) ad un minimo (perielio).

Il raggio vettore che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.

1. La velocità orbitale non è costante, ma varia lungo l'orbita. Ne segue quindi che la velocità orbitale è massima al perielio e minima all'afelio. Per l'orbita qui raffigurata, la velocità al perielio è circa 3 volte la velocità all'afelio.

2. Il momento angolare orbitale del pianeta si conserva.

3. La velocità lungo una determinata orbita è inversamente proporzionale al modulo del raggio vettore.

4. Sul pianeta viene esercitata una forza centrale, cioè diretta secondo la congiungente tra il pianeta e il sole.

I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono direttamente proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle loro orbite.

 Questa legge è valida anche per i satelliti che orbitano intorno ai pianeti e può essere espressa in forma matematica nel modo seguente:, dove K è una costante (a volte detta di Keplero), che dipende dal corpo celeste preso in considerazione (il Sole o qualcuno degli altri pianeti).

Per un'orbita circolare la si riduce a: dove r è il raggio dell'orbita.

Alberto Imbaglione II B