Moto di traslazione della Luna - Tesina per liceo scientifico

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Indice

Introduzione pag. 3

La Luna

• Caratteristiche fisiche e origine 4
• Moti della Luna 7
• Fasi lunari ed eclissi 8

L’epicicloide 10

• Equazione 11
• Tipologie 15

Conclusioni 18

Bibliografia e sitografia 19

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Introduzione

Fin dai primordi delle civiltà, gli astri, e fra tutti il Sole e la Luna principalmente, hanno attirato gli sguardi, i pensieri, le emozioni di uomini e donne.

Non si contano i poeti, gli scrittori, i pittori ma anche i maghi e gli astrologi che hanno guardato alla Luna come ispiratrice delle loro arti o delle loro “profezie”.

Io guardo alla Luna sulla scia dei grandi matematici antichi e moderni: comprendo la bellezza e il mistero di questo corpo celeste che galleggia ogni notte sulle nostre teste, ma ciò che davvero mi affascina è scoprire le leggi fisiche e matematiche che si celano in tanta bellezza e in tanto mistero.

“Chi ama la luna davvero non si accontenta di contemplarla come un'immagine convenzionale, vuole entrare in un rapporto più stretto con lei, vuole vedere di più nella luna, vuole che la luna dica di più. Il più grande scrittore della letteratura italiana di ogni secolo, Galileo, appena si mette a parlare della luna innalza la sua prosa ad un grado di precisione e di evidenza ed insieme di rarefazione lirica prodigiose. E la lingua di Galileo fu uno dei modelli della lingua di Leopardi, gran poeta lunare...” (Italo Calvino).

E Galileo, come Leonardo Da Vinci, per amare la Luna cercò prima di tutto di osservarla e “capirla” da un punto di vista scientifico.

Sulla scorta delle conoscenze acquisite dall’astronomia, ho cercato di capire la curva epicicloide del nostro satellite. È una curva molto interessante e particolare dal punto di vista matematico perché è speciale, unica nel suo andamento.

Epicicloide è il nome della curva del moto di traslazione della Luna attorno al Sole. Ho incontrato per la prima volta questo nuovo termine sul libro di scienze, studiando la Luna dal punto di vista astronomico. La curiosità di saperne di più mi ha indotto ad approfondire l’argomento; ho scoperto ricerche molto interessanti ma anche molto complesse di ambito matematico, quindi la passione è accresciuta sempre di più. E mi rendevo conto che non stavo studiando qualcosa di totalmente astratto, ma teorie complesse che però partono dall’osservazione della realtà naturale, e questo mi ha stimolato a portare avanti lo studio con determinazione.

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La Luna

Che fai tu, luna, in ciel? dimmi, che fai,

Silenziosa luna?

Sorgi la sera, e vai,

Contemplando i deserti; indi ti posi.

(G. Leopardi)

Caratteristiche fisiche e origine

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra. È un corpo celeste solido e sferico, il cui raggio misura circa ¼ di quello terrestre e la distanza media dalla Terra è di 384 000 km. Grazie alla sua grande massa e alla breve distanza tra i due astri, la Luna esercita un’attrazione gravitazionale non trascurabile. Infatti proprio per questo Terra e Luna si muovono come corpo unico, formando quindi un sistema planetario doppio o binario. Ciò rende stabile la direzione dell’asse terrestre e genera le forze di maree.

Le principali caratteristiche fisiche della Luna sono:

• La mancanza di atmosfera, che genera un passaggio molto repentino tra dì e notte e un’alta escursione termica, che varia mediamente tra i 107° e i -153°. L’acqua è assente in ogni suo stato. Per questo mancano quasi totalmente i fenomeni erosivi ad essa dovuti.
• I Mari: aree pianeggianti scure formate da regolite, cioè polveri e detriti a base di roccia basaltica di origine vulcanica. Anticamente erano zone depressive ricoperte da lava. Questi detriti si formano, oltre che dall’impatto con meteoriti, anche dalla degradazione spaziale attraverso il vento solare, i raggi cosmici, le escursioni termiche e la gravità.
• Gli Altopiani: aree elevate chiare che presentano numerosi crateri provocati dai meteoriti, solchi nei quali probabilmente scorrevano fiumi di lava, o dovuti a fratture della crosta causate dal suo raffreddamento.
• I Crateri: generati dall’impatto con meteoriti o da un’antica attività vulcanica; il loro diametro varia da 1 a 200 m e sono distribuiti casualmente sugli altopiani.

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• I Rilievi: caratteristici sono i rilievi collinari diffusi nei mari, detti rughe, che presentano qualche analogia strutturale con le catene a pieghe presenti sulla Terra; altri rilievi sono montagne di piccola entità che si trovano lungo i confini dei mari.

Struttura interna

La struttura interna della Luna è simile a quella della Terra. È una struttura a gusci concentrici formata da un nucleo interno, dal mantello inferiore e superiore, e dalla crosta.

Il nucleo è solido e composto da ferro.

Il mantello si divide in due parti: il mantello inferiore si chiama astenosfera ed è formato da materiali semifluidi; il mantello superiore è composto da rocce solide.

La crosta lunare, come quella terrestre, è solida, spessa dai 60 ai 70 km, e insieme al mantello superiore forma la litosfera. Sulla litosfera si sono riscontrate zone di maggiore attrazione gravitazionale e ciò corrisponde a una maggiore densità di materia; queste zone vengono chiamate mascons e corrispondono a territori particolarmente densi dei mari lunari. Secondo alcune teorie potrebbero essere zone nelle quali sono caduti enormi meteoriti o che contengono sole masse di magma solidificato in profondità.

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Origini della Luna

Sono quattro le ipotesi sulla formazione della Luna scientificamente accreditate:

• Ipotesi della fissione: l’attrazione gravitazionale del Sole ha provocato enormi maree che hanno fatto staccare dalla Terra.