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GRAVITAZIONE. Tutti i corpi sono soggetti ad una forza attrattiva, detta FORZA DI GRAVITA, che è descritta dalla famosa Legge di NEWTON detta anche Legge.

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1 GRAVITAZIONE

2 Tutti i corpi sono soggetti ad una forza attrattiva, detta FORZA DI GRAVITA, che è descritta dalla famosa Legge di NEWTON detta anche Legge di gravitazione universale: m1m1 m2m2 r F1F1 F2F2 m 1 xm 2 r2r2 F = G Questa legge descrive linterazione tra due corpi qualsiasi G = 6,67x Nm 2 /kg 2 è la costante di gravitazione universale

3 La forza di gravità agisce su tutti i corpi dallinfinitamente piccolo …. … allinfinitamente grande !

4 La forza di gravità agisce tra il Sole ed i pianeti …

5 Agisce tra la Terra e la Luna …

6 La Luna con il suo campo gravitazionale agisce sulle masse dacqua oceaniche, determinando le maree …

7 La forza di gravità agisce tra la Terra e qualsiasi corpo sulla superficie terrestre … … sia esso solido, liquido, come le masse oceaniche, o …

8 … gassoso, come latmosfera …

9 Agisce anche tra due mele r = 1 m Ma per rilevare una forza così piccola occorrono strumenti di grande precisione, come la bilancia di torsione m 1 = m 2 = 0,2 kg F = 27 x N

10 La gravità terrestre la sperimentiamo ogni giorno …

11 Il nostro PESO è la forza con cui il nostro corpo attrae la Terra. Se nella legge di gravitazione universale poniamo: m 1 = massa della Terra = 5,9x10 24 kg r = raggio medio della Terra = 6,4x10 6 m otteniamo il valore costante dellaccelerazione di gravità al suolo: m 1 xm 2 r2r2 F = G m1m1 r2r2 g = G = 9,81 m/s 2 P = g m da cui …

12 A questo punto risulta ovvio che se andassimo su un altro pianeta, mentre la nostra massa resterebbe costante, il nostro peso cambierebbe. Quanto segnerebbe una bilancia su … ?

13 Peso sulla Terra = 100 kg P ( = 981 N) Mercurio Venere Luna Marte 37,8 90,7 16,6 37,7 Giove Saturno Urano Nettuno Plutone 236,4 91,6 88,9 112,5 6,7

14 La forza di gravità è una delle quattro interazioni fondamentali, è la forza che domina sui fenomeni di grandi dimensioni a scala planetaria stellare galattica e governa tutti i fenomeni astronomici. La comprensione dellinterazione gravitazionale è la chiave per comprendere come funziona luniverso, comè nato e quale sarà il suo destino

15 Adesso a noi tutto sembra facile e scontato ma se fossimo nati ai tempi di Dante Alighieri o di Cristoforo Colombo avremmo avuto idee più vaghe sulla gravità … Da sempre gli uomini hanno osservato che i corpi cadono a terra. Aristotele poi disse: I corpi cadono verso il basso, perché tendono al loro luogo naturale … … e per molti anni a seguire, confidando nella sua autorità, non si fecero grandi progressi.

16 Gli astronomi, in millenni di osservazioni, avevano accumulato montagne di dati sul moto dei pianeti e delle stelle. Fino al Cinquecento il modello delluniverso era però rimasto quello geocentrico (= Terra nel centro delluniverso), introdotto da Aristotele ( a.C.) e perfezionato da Claudio Tolomeo ( d.C.).

17 Questo modello creava enormi difficoltà a spiegare i complicati moti dei pianeti attorno alla Terra … … ma laveva detto Aristotele!

18 Con lavvento del Metodo sperimentale, introdotto da Galileo ( ) sul finire del Cinquecento, gli uomini ricominciarono a farsi delle domande e, soprattutto, a cercare risposte scientifiche !

19 Copernico ( ) riprese e propugnò la teoria eliocentrica (= Sole al centro delluniverso) del greco Aristarco di Samo ( a.C) per spiegare il moto dei pianeti. Galileo ( ) divenne un sostenitore accanito della teoria copernicana.

20 Keplero ( ) studiando con attenzione i dati osservativi scoprì alcune regolarità dei moti planetari, riassunte nelle tre famose leggi: 1)I pianeti descrivono attorno al Sole orbite ellittiche; il Sole occupa uno dei fuochi dellellisse. 2) Il vettore che congiunge il sole al pianeta spazza aree uguali in intervalli di tempo uguali. 3) I quadrati dei periodi di rivoluzione sono direttamente proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle orbite. perielioafelio

21 La grande intuizione di Newton ( ) Caduta dei gravi Moto dei pianeti La prima unificazione di fenomeni della storia della fisica! La stessa legge vale per la mela che cade, e per la Terra che ruota intorno al sole Come la Terra attrae la mela, così essa attrae la Luna ed il Sole attrae la Terra

22 Con la sola ipotesi della forza di gravità agente sui pianeti, attraverso il 2° principio della dinamica, Newton fu in grado di prevedere le orbite dei pianeti e le loro caratteristiche osservate sperimentalmente (riassunte nelle tre leggi di Keplero)

23 La legge di gravitazione universale e la fiducia scientifica che il mondo fisico sia governato da leggi universali scardinarono definitivamente la sfera delle stelle fisse ed allargarono gli orizzonti delluniverso alla ricerca di altri sistemi planetari, altre galassie … … ma restavano aperte molte domande, ad esempio: Come fanno due corpi a sentirsi a distanza, attraverso lo spazio vuoto?


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