LA LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

Materiale per la scuola media

ISAAC NEWTON

Si deve a Keplero la formulazione delle leggi relative al moto di rivoluzione dei pianeti intorno al Sole.

Egli però non riuscì a spiegare quali forze portassero i pianeti a girare intorno al Sole.

La risposta venne dallo scienziato inglese Isaac Newton circa 50 anni più tardi.

PUNTO DI PARTENZA

All'epoca era già noto che una qualsiasi massa esercita una forza di attrazione e di conseguenza ogni corpo esercita una forza di attrazione.

LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

Partendo da questa affermazione, Newton osservò che la gravità, presente in tutti i corpi dell'Universo, è proporzionale alla quantità di materia dei singoli corpi.

La forza di attrazione di un corpo viene detta forza gravitazionale.

Successivamente egli enunciò la legge di gravitazione universale secondo la quale tutti i corpi dell'Universo si attraggono con una forza che è:

  • direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse;
  • ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

Questa legge può essere espressa con la seguente formula:


Formula della legge di gravitazione universale

dove

F è la forza gravitazionale

G è una costante e prende il nome di costante di gravitazione universale

m1 è la massa del primo corpo

m2 è la massa del secondo corpo

d è la distanza tra i due corpi.


Legge di gravitazione universale

CONSEGUENZA DELLA LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

La legge di gravitazione universale spiega perché i corpi celesti si attraggono.

Dalla formula si desume che:

  • più un pianeta è vicino al Sole, più è piccolo il valore di d, e maggiore è la forza gravitazionale che lo attrae ad esso. Questo fa aumentare la velocità con la quale il pianeta gira intorno al Sole;
  • più un pianeta è lontano dal Sole, più è grande il valore di d, e minore è la forza gravitazionale che lo attrae ad esso. Questo fa diminuire la velocità con la quale il pianeta gira intorno al Sole.

ESPERIMENTO DI CAVENDISH

Nel 1798 lo scienziato brittannico Henry Cavendish cercò di dimostrare, in laboratorio, quanto aveva affermato Newton, ovvero che tutti i corpi dell'Universo sono dotati di una forza di gravità e che essa è proporzionale alla quantità di materia dei singoli corpi.

Egli pose due sfere d'oro, aventi la stessa massa, alle estremità di un'asta rigida. Legò, il centro dell'asta ad un filo in modo da tenere, l'asta e le sfere d'oro, sospesi nell'aria.

A questo punto avvicinò, ad entrambe le sfere d'oro, due sfere di piombo, sempre di massa uguale, ma superiore rispetto alla massa delle sfere d'oro: l'asta iniziò a ruotare lentamente a dimostrazione che il corpo di massa maggiore attrae il corpo di massa minore.

Al fine di provare che, l'attrazione non era dovuta al tipo di materiale usato, bensì alla massa dei corpi, egli ripeté l'esperimento con vari materiali confermando che l'attrazione non dipendeva dalla sostanza di cui erano formate le sfere.


Esperimento di Cavendish

 
 
 


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