DUE FONDAMENTALI FORZE CHE AGISCONO NELL'UNIVERSO: LA FORZA DI GRAVITA' E LA
FORZA CENTRIFUGA.
FORZA DI GRAVITA'
In un famoso episodio (che in realtà probabilmente non è mai accaduto) Isaac Newton, mentre
riposava tranquillamente sotto ad un albero, fu colpito da una mela caduta da un ramo e grazie a
questo concepì all'improvviso la teoria sulla gravitazione. Newton in realtà si è occupato di
tantissimi aspetti delle scienze e ha dato un contributo fondamentale alla fisica con la sua
opera Philosophiae Naturalis Principia Mathematica
L'opera, pubblicata nel 1687 in tre volumi, è unanimemente considerata un capolavoro assoluto
della storia della scienza; con essa Newton stabilì le tre leggi universali del movimento che non
sono state migliorate per i successivi trecento anni. Egli usò la parola latina gravitas (peso) per la
determinazione analitica della forza che sarebbe diventata conosciuta come gravità, e definì
la legge della gravitazione universale.(da wikipedia)
La forza di gravità si esercita tra due qualsiasi corpi dotati di massa ed è pari al prodotto di G
(costante di gravitazione universale che vale 6,67.10 -11 m3/Kg.s2 )per m1 e m2 , cioè le masse
degli oggetti che si attirano, fratto d cioè la distanza tra i due oggetti (elvata al quadrato). La forza
di gravità quindi aumenta in modo direttamente proporzionale alla massa degli oggetti ed è
invece inversamente proporzionale alla distanza tra i due corpi, anzi, dato che la distanza
compare al denominatore della frazione elevata al quadrato, la forza di gravità diminuisce molto
rapidamente all'aumentare della distanza (se la distanza raddoppia la forza diminuisce di quattro
volte). Inoltre, poiché G è un numero molto piccolo, gli effetti della gravità si sentono solo in
prossimità di masse molto grandi, come un pianeta o una stella.
La forza di gravità produce numerosi effetti: fa cadere il gelato a bambini distratti e "accende" le
stelle facendo sì che polveri e atomi di idrogeno sparsi nell'universo si "attirino" fino a formare
enormi sfere di gas dal diametro di milioni di chilometri che innescano sotto la spinta appunto del
proprio peso, reazioni di fusione nucleare.
Ricordate che la forza di gravità è esercitata da tutti gli oggetti: la palletta di gelato attira il pianeta
e il pianeta attira la palletta (tra i due chiaramente è la palletta a spostarsi)
FORZA CENTRIFUGA
Il lancio del martello è una difficile e molto tecnica disciplina olimpica. L'atleta deve far ruotare
velocemente l'attrezzo riuscendo a trattenerlo fino al momento in cui, lasciandolo, schizza via fuori
dalle reti di protezione il più lontano possibile.
La traiettoria del martello è data dalla composizione di due forze: la forza centrifuga, che tende
a far spostare il martello in direzione opposta al centro di rotazione e la forza centripeta (le
braccia dell'atleta) che "tira" in direzione opposta.
Ogni oggetto che compie un moto di rotazione (o per meglio dire di rivoluzione) è soggetto ad una
forza in direzione opposta rispetto all'asse di rotazione. Essa è definita forza centrifuga e può
essere espressa in questo modo: la forza centrifuga è uguale al prodotto della massa dell'oggetto
(m) per la velocità angolare (omega) elevata al quadrato per la distanza dall'asse di rotazione (r).
Se invece si prende in considerazione la velocità lineare dell'oggetto, la forza centrifuga si esprime
come il prodotto della massa (m) per la velocità lineare (v) elevata la quadrato fratto la distanza
dall'asse di rotazione (r) dove appunto v è la velocità lineare.
La forza centrifuga quindi aumenta se aumenta la massa dell'oggetto, aumenta (al
quadrato) se aumenta la velocità lineare e aumenta se diminuisce la distanza dall'asse
o dal centro di rotazione.
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Ora, immaginate la Terra come un enorme atleta che cerca di lanciare la Luna. Continua a farla
girare, ma non riesce a lasciarla andare, perché ciò che la tiene unita alla Terra è la forza di
gravità e (fortunatamente) non c'è proprio verso di annullarla. La Luna ha esattamente la velocità
giusta per far si che la sua forza centrifuga bilanci esattamente la forza centripeta esercitata dalla
gravità. Se la Luna accelerasse anche di poco schizzerebbe via perdendosi nello spazio e nessuno
potrebbe più cantare serenate al chiaro di luna. Se la Luna rallentasse finirebbe invece per
cadere sulla Terra (e sarebbe assai peggio).
Lo stesso ragionamento possiamo applicarlo a tutti i corpi del Sistema solare, e detto così
potrebbe sembrare una strana combinazione che tutti i pianeti, i satelliti, gli asteroidi e le comete
abbiano trovato questo perfetto equilibrio. In realtà dovete pensare che probabilmente nelle
prime fasi di vita del Sistema solare esistevano molti più corpi in rotazione, la maggior parte di
loro o si sono perduti nello spazio o sono caduti nel Sole, solo quelli che erano nelle giuste
condizioni hanno continuato ad orbitare, e lo faranno fino a che il sole non si sarà spento e anche
dopo.
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