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L’étude des mouvements planétaires a joué un rôle fondamental dans le développement de l’astronomie et de la mécanique. Johanes Kepler découvrit en 1609 que l’orbite de Mars n’était pas un cercle excentré, comme on l’admettait depuis l’Antiquité, mais une ellipse. Il put établir ce résultat grâce aux observations, très précises pour l’époque, que Tycho Brahé lui avait léguées. Le traité de Kepler de Motibus Stellae Martis renferme l’énoncé des deux lois qui régissent le mouvement d’une planète par rapport au Soleil. La troisième loi de Kepler fut publiée en 1619. Elle permet de calculer le grand axe de l’orbite d’une planète connaissant sa révolution sidérale.


Nicolas Copernic et Kepler avaient écrit, l’un et l’autre, que les planètes sont maintenues sur leurs orbites par une force attractive émanant du Soleil. Isaac Newton trouva la loi de cette force, en interprétant les lois de Kepler. En 1687, dans son livre Philosophiae Naturalis Principia  Mathematica, Newton énonça une loi générale, la loi de la gravitation, qui lui permit de déduire les lois de Kepler comme cas particulier, et qui lui permis en outre de prévoir l’existence de trajectoires paraboliques et hyperboliques.


 Alors que les expériences réalisées sur la Terre sont toujours perturbées par l’effet des frottements et des forces de liaisons, le système solaire constitue un système mécanique pur qui ne nécessite qu’une seule force pour le décrire, et dans lequel la résistance de l’air n’intervient pas. C’est un cas unique de masses libres, soumises à des forces bien déterminées, et dont les mouvements peuvent être observés avec une très grande précision. Aussi, n’est-il pas surprenant que l’étude du mouvement des planètes ait conduit, dès le XVIIe siècle, à la connaissance des principes de la mécanique.