Concetti Chiave
- La forza gravitazionale tra due corpi è proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa.
- Le leggi di Keplero descrivono il moto ellittico dei pianeti attorno al Sole, perfezionando la teoria di Copernico.
- La teoria copernicana ha sostituito il modello geocentrico con un modello eliocentrico in cui la Terra orbita attorno al Sole.
- La costante di gravitazione universale (G) è utilizzata per calcolare la forza gravitazionale tra due masse.
- La forza gravitazionale è responsabile del moto dei corpi celesti, ma nella vita quotidiana è spesso impercettibile a causa delle piccole masse coinvolte.
Forza gravitazionale
Due corpi qualsiasi si attraggono per effetto delle loro masse; l’attrazione dipende dal valore della massa e dalla loro distanza. Le leggi di Keplero sono le leggi che spiegano il moto dei pianeti introno al sole. La prima cosa che si pensa quando si parla di Gravitazione è la gravitazione della terra e dei pianeti ( la luna e la terra) . La gravitazione universale la vediamo fra le grandi masse : del sole, della luna, della terra… mentre nella vita di tutti i giorni non ce ne rendiamo conto perché le forze sono piccole e l'attrazione pure. Prima del 1600 si credeva che la terra fosse al centro dell’universo, anche Aristotele contribuì a questa teoria Geocentrica. Copernico nel 1600 fu uno dei primi a dire che la terra non è al centro dell’universo ma il sole e la terra ruota attorno al sole non il contrario. Si parla di Rivoluzione Copernicana, con i risultati delle osservazioni di Galileo Galilei si elaborò la teoria Copernicana. Copernico diceva che la terra si muove intorno al sole lungo una circonferenza, Le leggi di Keplero dicono che la terra ruota intorno al sole formando una ellisse. Keplero perfezionò le teorie di Keplero annunciando le 3 leggi :1. legge delle orbite
2. Legge delle aree
3. Legge dei periodi = R3 : t 2 = costante
Esse descrivono le orbita della terra e dei pianeti. La velocità cambia in base alla distanza dal sole Afelio = velocità Aumenta, Perielio = velocità diminuisce. R è la distanza media dal sole. Keplero perfeziona la legge di Copernico. Copernico fece una rivoluzione a livello di teoria e non era perfetta. Galileo facendo i suoi esperimenti vide che molte delle tue teorie non erano giuste, fu Keplero a perfezionare il modello Copernicano. La legge che tiene insieme questo modello è la forza gravitazionale che dice : Due corpi dotati di massa interagiscono esercitando l’uno sull’altro una forza gravitazionale. Sono tutte e due una nella direzione dell’altro, il verso è sempre attrattivo. La direzione lungo la congiungente dei due corpi ovvero lungo la retta che congiunge i due corpi. Le due forze sono uguali. Questa forza è uguale a G. F = G che corrisponde ad un numero e ad una formula:
G ( costante di gravitazione universale ) g ( 9,8 )
m1 x m2
F= G x ----------------
t2
G = costante di gravitazione universale
G = 6,67 x 10-11 N x M2/ Kg2
La forza gravitazionale è direttamente proporzionale a ciascuna massa e inversamente proporzionale al quadrato della distanza, ad esempio: Una forza raddoppia quando una delle due masse raddoppia, la forza diminuisce al crescere della distanza : diventa un quarto del valore precedente se la distanza raddoppia. La forza gravitazionale esercita dalla terra sulla massa M a una quota H ( M e R indicano massa e raggio della terra ). Forza gravitazionale= forza peso.
Mxm
F = G x -----------------
( R+ h )2
Mxm M
Mxg = G x ---------------- g = G x ------------------------
( R + h)2 ( R+ H ) 2
M
Se h è trascurabile rispetto a R : g = G X --------------
R2
Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale della forza gravitazionale?
- Quali sono le leggi di Keplero e cosa descrivono?
- Come ha contribuito Copernico alla comprensione del sistema solare?
- Qual è la costante di gravitazione universale e il suo valore?
- Come varia la forza gravitazionale con la distanza e la massa?
La forza gravitazionale è l'attrazione tra due corpi dotati di massa, proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
Le leggi di Keplero descrivono le orbite dei pianeti: la legge delle orbite, la legge delle aree e la legge dei periodi, spiegando il movimento ellittico dei pianeti intorno al sole.
Copernico ha proposto che il sole, non la terra, è al centro dell'universo, rivoluzionando la teoria geocentrica con la sua teoria eliocentrica.
La costante di gravitazione universale, indicata con G, ha un valore di 6,67 x 10^-11 N x m²/kg².
La forza gravitazionale aumenta con l'aumento delle masse e diminuisce con l'aumento della distanza, diventando un quarto del valore se la distanza raddoppia.