Keplero e Newton

INTRODUZIONE

IL SISTEMA SOLARE

Circa 4 miliardi e 600 milioni di anni fa una nube di materia interstellare, costituita da gas primordiale, cominciò a contrarsi e a riscaldarsi tanto che con l' azione combinata di forze gravitazionali e centrifughe provocò la formazione di un grosso disco con un globulo centrale che, a un certo punto, si staccò e si contrasse sempre più. La sua temperatura raggiunse i 10 milioni di gradi, ma equilibrò le forze gravitazionali che arrestarono la contrazione. In tal modo nacque il sole. Contemporaneamente le particelle di pulviscolo interne al disco, girando intorno al globulo centrale, iniziarono ad aggregarsi tra loro. Alcune di esse più grandi diventarono i centri di aggregazione di quelle più piccole e ripulirono tutto lo spazio intorno al sole fino alle aree in cui la loro azione poteva arrivare. Si formarono in questo modo i pianeti.

Il moto con cui i pianeti girano intorno al sole (moto di rivoluzione) è stato individuato da Keplero che scrisse tre leggi a cui si è aggiunta quella di Newton sulla Gravitazione Universale.

Leggi di Keplero

MOTO DEI PIANETI INTORNO AL SOLE

Leggi di Keplero

Prima legge: ogni pianeta descrive un' orbita ellittica che ha uno dei fuochi nel sole. (Questo implica che la distanza tra Sole e Pianeta varia continuamente ed è massima all' Afelio (A) e minima al Perielio (P)

Seconda legge: La linea sole-pianeta percorre uguali aree in uguali intervalli di tempo. (Questo implica che il Pianeta è tanto più veloce quanto più è vicino al sole). Se osserviamo l' immagine che segue vediamo che le superfici azzurra e verde sono uguali, quindi, poichè vengono descritte in uguali intervalli di tempo, vuol dire che il Pianeta deve essere molto più veloce nel tratto a rispetto a quello b.

Terza legge: La velocità media di un Pianeta è tanto più grande quanto più è un Pianeta vicino al Sole (ad esempio Mercurio che è il Pianeta più vicino al Sole gira molto più velocemente intorno ad esso di quanto faccia la Terra che, a sua volta, è più veloce nel suo moto di rivoluzione rispetto a Giove che è più lontano dal Sole).

Newton

LEGGE SULLA GRAVITAZIONE UNIVERSALE

L' Universo deve la sua esistenza alle forze gravitazionali, infatti senza di esse non solo le particelle di materia non si sarebbero aggregate, ma forse non sarebbe esistita neanche la materia.

Sappiamo che un corpo su cui non agisce nessuna forza, si muove in moto rettilineo uniforme, quindi, senza le forze gravitazionali, tutti i corpi dell' universo si muoverebbero così, ma se a un corpo viene applicata una forza perpendicolare alla sua traiettoria, diretta verso uno stesso punto (forza centripeta), il moto diventa circolare. Questo è il motivo per cui i pianeti girano intorno al Sole. L' attrazione gravitazionale che il Sole esercita sui Pianeti li obbliga a incurvare la loro traiettoria. In base a ciò, quindi, la traiettoria dei pianeti dovrebbe essere circolare, ma ci sono delle motivazioni di tipo matematico, per cui essa è un po' schiacciata e ha la forma di un' ellissi. Tutto ciò è stato riassunto da Newton con una legge che spiega e sintetizza ciò che accade alla forza gravitazionale esistente tra due corpi celesti.

"La forza di attrazione gravitazionale tra due corpi è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza esistente tra i loro centri di massa."

F=G m1m2

r²

G è chiamata costante universale e rappresenta la forza che si esercita tra due masse di 1 Kg distanti tra loro 1m. Ha un valore numerico molto piccolo.

Scegliete la risposta esatta tra quelle formulate.

Secondo la prima legge di Keplero....

	1) ogni pianeta percorre un' orbita circolare
	2) ogni pianeta percorre un' orbita ellittica al cui centro c'è il sole.
	3) ogni pianeta percorre un' orbita ellittica nella quale un fuoco è occupato dal sole

Secondo la seconda legge di Keplero...

	1) tutti i pianeti si muovono con velocità variabile
	2) tutti i pianeti si muovono con velocità costante
	3) tutti i pianeti si muovono con una velocità proporzionale alla loro distanza dal sole

Secondo la terza legge di Keplero....

	1) tutti i pianeti percorrono le loro orbite alla stessa velocità
	2) i pianeti più vicini al sole si muovono più velocemente di quelli più lontani
	3) i pianeti più lontani dal sole si muovono più velocemente rispetto a quelli più vicini.

Domanda Vero-Falso

Clicca nel pallino della risposta giusta.

Considera la legge di Newton: F=G m1m2
r²

1) Il simbolo F indica la forza con cui si muovono due corpi celesti

Vero Falso

2) m₁e m₂ indicano le masse di due corpi celesti

Vero Falso

3) G è un valore che varia al variare dei corpi celesti

Vero Falso

4) r è la distanza tra i due corpi celesti

Vero Falso