Legge di Keplero; legge di gravitazione universale; le onde

Legge di gravitazione universale

La legge di gravitazione universale descrive la forza attrattiva che vi è tra due assi qualsiasi. La formula generale con la quale si può descrivere questa legge è:

F = G • m1 • m2 / r²

G è la costante di gravitazione universale, m1 e m2 sono le masse prese in considerazione, mentre r equivale alla distanza che vi è tra i due centri.

Secondo il terzo principio della dinamica che afferma che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, le due forze (F1-F2) che le masse applicano l’una verso l’altra sono opposte, ma anche uguali. Inoltre si può affermare che ogni massa segue una traiettoria spazio-tempo.

Sulla Terra questa forza attrattiva si calcola in maniera diversa poiché vi è la forza di gravità. La formula generale per descrivere questa legge è:

FP = G • mT / rT² • m2

Qui si parla di forza peso, una particolare forza di attrazione che viene considerata solamente quando ci si riferisce alla Terra; mT ed rT equivalgono alla massa e al raggio della Terra.

mT = 5,976 • 10²⁴ kg
rT = 6,378 • 10⁶ m

Le leggi di Keplero

Le tre leggi di Keplero descrivono i moti dei pianeti.

Prima legge

La prima di queste afferma che le orbite dei pianeti descrivono delle ellissi, il cui fuoco è il Sole. Parla anche del perielio, ovvero il punto di minima distanza di un corpo del sistema solare dal Sole, e dell’afelio, il punto di massima distanza di un corpo del sistema solare dal Sole.

Seconda legge

La seconda legge invece afferma che il raggio vettore che unisce il pianeta con il Sole, spazia aree uguali in tempi uguali. Inoltre, il pianeta si muove più velocemente quando si trova vicino al perielio, motivo per il quale l’estate dura meno dell’inverno.

Il pianeta si muove passando per i punti 1, 2, 3 e 4. La lunghezza e orientazione del raggio vettore variano a seconda della posizione del pianeta. Il tempo impiegato dal pianeta per andare da 1 a 2 è lo stesso che impiega per andare da 3 a 4 e allora l'area 1-2 è uguale all'area 3-4.

A1-2 = A3-4 / T1 = T2

Terza legge

La terza legge di Keplero infine afferma che il rapporto tra il cubo del semiasse maggiore e il quadrato del periodo (il tempo impiegato dal pianeta per compiere un giro) è una costante che vale per tutti i pianeti. La formula generale per descrivere questa legge è:

K = a³ / t² (K è la costante)

Inoltre, i periodi non dipendono dalla massa del pianeta, ma solo dalle dimensioni dell’orbita.

Il suono - Le onde

Un’onda è una perturbazione che si propaga in un mezzo trasportando energia.