Concetti Chiave
- Ogni corpo genera un campo gravitazionale che modifica lo spazio circostante e può essere rilevato tramite una massa di prova.
- Il vettore campo gravitazionale g è calcolato con la formula g = (GM)/r², dove G è la costante gravitazionale, M è la massa generatrice e r è la distanza.
- Il campo gravitazionale terrestre segue la stessa formula, con un valore di 9,8 m/s² quando r è pari al raggio della Terra.
- Il campo gravitazionale non dipende dalla massa di prova m, ma solo dalla massa M e dalla distanza r tra le masse.
- Il movimento di una massa in un campo gravitazionale non può superare la velocità della luce, in conformità con la legge della relatività galileiana.
Il campo gravitazionale
Ogni corpo, con la sua presenza, crea un campo gravitazionale capace di modificare lo spazio che lo circonda.
Per individuare la presenza di un campo gravitazionale c’è bisogno di un rivelatore, anche detto massa di prova.
La massa di prova è una massa così piccola da non perturbare nel campo da studiare.
Per descrivere il campo gravitazionale si usa il vettore campo gravitazionale g, dato dal rapporto tra forza F e massa m.
Se consideriamo un sistema formato da una massa puntiforme M e da una massa di prova m in un punto P, posto a una distanza r da M, la forza gravitazionale F=(GmM)/r²
g=(GM)/r²
Quindi possiamo dire che il vettore campo gravitazionale g non dipende dalla massa di prova m ma dalla massa M da cui il campo gravitazionale è generato e dalla distanza tra M e m.
Qual è il campo gravitazionale terrestre?
La formula del vettore campo gravitazionale vale anche per il campo gravitazionale terrestre, siccome la sua massa Mt è distribuita uniformemente rispetto al centro.
g=(GMt)/r²
Se il raggio r è uguale al raggio della Terra, allora il campo gravitazionale è uguale a 9,8 m/s².
La luce è un’onda portatrice di campo elettrico e magnetico.
Se spostassimo una massa m da un punto P a O, si genererebbe un segnale a velocità infinita, ma questo andrebbe in contrasto con la legge della relatività galileiana, secondo cui nessun corpo può muoversi con una velocità maggiore di quella della luce.
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione di campo gravitazionale e come si manifesta?
- Come si calcola il vettore campo gravitazionale?
- Qual è il valore del campo gravitazionale terrestre e come si determina?
Il campo gravitazionale è creato da ogni corpo e modifica lo spazio circostante. Per rilevarlo, è necessaria una massa di prova, che deve essere sufficientemente piccola da non influenzare il campo stesso.
Il vettore campo gravitazionale g si calcola con la formula g=(GM)/r², dove G è la costante gravitazionale, M è la massa che genera il campo e r è la distanza dalla massa di prova.
Il campo gravitazionale terrestre, calcolato con g=(GMt)/r², ha un valore di 9,8 m/s² quando r corrisponde al raggio della Terra, dato che la massa terrestre è distribuita uniformemente rispetto al centro.
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