Concetti Chiave
- Il campo gravitazionale è generato da qualsiasi corpo e viene rilevato tramite una massa di prova, che non deve alterare il campo.
- Il vettore campo gravitazionale g è determinato dal rapporto tra la forza gravitazionale F e la massa m della massa di prova.
- Per una massa puntiforme, il campo gravitazionale g è indipendente dalla massa di prova e dipende solo dalla massa generatrice e dalla distanza.
- Nel caso della Terra, il campo gravitazionale si calcola con la formula g=(GMt)/r² e si traduce in un valore di 9,8 m/s² al raggio terrestre.
- Il movimento di una massa con velocità superiore a quella della luce contraddice la relatività, poiché la luce è il limite di velocità massimo.
Indice
Campo gravitazionale terrestre
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.
Campo gravitazionale di una massa puntiforme
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.
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.
Campo gravitazionale e la velocità della luce
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.
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