martedì 23 aprile 2013

Gravità e cose che cadono

Diciamolo subito: se parliamo di gravità, ebbene le cose non girano, bensì cadono. Questo è facile da comprendere se pensiamo al vaso di geranio che cade dal palazzo ma allora anche la Luna cade?
Certamente. Infatti la Luna e il vaso di geranio sono sottoposti alla stessa forza di gravità. Ma andiamo con ordine.
Cominciamo a vedere perché la Luna cade guardando il moto di una pallina che cade verso Terra. Se prendiamo una pallina tra le mani e la lasciamo cadere verso il pavimento, allora la nostra pallina cadrà in linea retta verso la Terra attratta dalla gravità. Ma cosa accade se lanciamo la pallina, ad esempio da un tavolo? Ecco una figura che lo mostra:

Moto di una pallina (Fonte: http://www.liceogalvani.it/)


Come potete vedere il moto non è rettilineo ma parabolico. Possiamo notare come il moto può essere diviso in due parti: quello verticale accelerato poiché vi è la forza di gravità che accelera la pallina e quello orizzontale a velocità costante poiché non vi è alcuna forza che accelera lungo tale direzione.
Dunque quello che finora abbiamo compreso è che le cose cadono ma cadono in maniera diversa se l'oggetto ha una velocità iniziale lungo la direzione perpendicolare a quella di caduta.
Ecco, la Luna si comporta proprio come la pallina che cade dal tavolo della figura mostrata sopra. Solo che a differenza della pallina la Luna non incontra il pavimento perché ha una velocità tale da non incontrarlo mai e quindi continua a cadere!

Fonte: http://physics.stackexchange.com

Guardate la figura qui sopra: la Luna ha una certa velocità orizzontale e quindi si sposta in tale direzione; ma allo stesso tempo cade verso la Terra e così via...quindi il risultato finale è che la Luna orbita intorno alla Terra!
Ma non è solo una questione della Luna. Se siete dei lanciatori di baseball e lanciate la palla con una velocità tale per cui la palla cadendo non incontra mai il terreno allora avrete messo in orbita la palla!
Ecco una figura esplicativa:

(Fonte: http://www.windows2universe.org)

D'altro canto se un oggetto è troppo veloce può anche sfuggire alla morsa gravitazionale della Terra (e qui trovate un bel post del blog Scienza e Musica con tutti i dettagli).
A prima vista questo post sembra molto sciocco perché non parliamo di nulla di diverso dalla gravità. Ma solo a prima vista.
Infatti la grande idea di Isaac Newton è stata quella di pensare che sulla Luna e sulla famosa mela agisce lo stesso tipo di forza: cioè la mela e la Luna cadono a causa della gravità!
Infatti, magari quotidianamente sentite domandare per la mela "perché cade sulla Terra?" e per la Luna "perché gira intorno alla Terra?". Quindi è facile confondersi.
E infatti lo è stato in passato perché, appunto, il primo a capire che si trattava dello stesso fenomeno, ovvero la stessa interazione gravitazionale, è stato Isaac Newton nel 1666.
Se ci pensate si tratta di un fatto notevole. Newton è stato il primo a legare i fenomeni sulla Terra con i fenomeni che avvengono nel resto dell'universo.

A voler essere precisi, infine, questa non ci dice cosa sia la gravità. Oggi ne sappiamo molto di più. Infatti la teoria della Relatività Generale di Albert Einstein ci dice che la Terra cade sul Sole (o la Luna cade sulla Terra) perché la massa in qualche modo accartoccia lo spazio.
Quindi la Terra, in principio, andrebbe diritta per la sua strada; ma poiché il Sole, con la sua massa, ha accartocciato la struttura dello spazio allora ecco che noi con il nostro pianeta cadiamo sopra la nostra stella.

Tuttavia, il punto che voglio sottolineare è che non esiste una gravità che fa girare le cose: infatti, la gravità fa cadere le cose, piuttosto.
Dunque, d'ora in avanti, quando vedrete la Luna in cielo, pensateci bene: ci sta cadendo addosso!