Astronomia

Isaac Newton e la legge della gravitazione universale

Isaac Newton e la legge della gravitazione universale

La gravitazione è la forza di reciproca attrazione che i corpi sperimentano a causa di una certa massa.

L'esistenza di questa forza fu stabilita dal matematico e fisico inglese Isaac Newton nel diciassettesimo secolo. Inoltre, questo brillante scienziato ha sviluppato per la sua formulazione il cosiddetto calcolo della flussione (quello che ora è noto come calcolo integrale).

Isaac Newton nacque il 25 dicembre 1642 a Woolsthorpe, nel Lincolnshire. Quando aveva tre anni, sua madre vedova si risposò e lo lasciò alle cure di sua nonna. Quando fu vedovo per la seconda volta, decise di mandarlo in una scuola elementare di Grantham. Nell'estate del 1661 entrò nel Trinity College dell'Università di Cambridge, dove conseguì la laurea.

Durante quel periodo si dedicò allo studio e alla ricerca degli ultimi progressi della matematica e della filosofia naturale. Quasi immediatamente fece scoperte fondamentali che furono molto utili nella sua carriera scientifica. Ha inoltre risolto i problemi relativi alla luce e all'ottica, ha formulato le leggi del movimento e dedotto da esse ciò che conosciamo come Legge della gravitazione universale.

La legge di Newton, che è chiamata la legge della gravitazione universale, afferma che la forza di attrazione sperimentata da due corpi dotati di massa è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa ( legge dell'inverso del quadrato della distanza). La legge include una costante di proporzionalità (G) che si chiama costante di gravitazione universale e il cui valore, determinato da esperimenti precisi, è:
sol = 6,67384*10-11 N * m² / kg².

Per determinare l'intensità del campo gravitazionale associato a un corpo con un certo raggio e massa, viene stabilita l'accelerazione con cui un corpo di prova (di raggio e massa unitaria) rientra in detto campo. Applicando la seconda legge di Newton prendendo i valori della forza di gravità e di una massa nota, è possibile ottenere l'accelerazione della gravità.

Questa accelerazione ha valori diversi a seconda del corpo su cui viene misurata; Pertanto, per la Terra viene considerato un valore di 9,8 m / s² (equivalente a 9,8 N / kg), mentre il valore ottenuto per la superficie della Luna è solo 1,6 m / s², cioè circa sei volte più piccolo di quello corrispondente al nostro pianeta, e su uno dei pianeti giganti del sistema solare, Giove, questo valore sarebbe di circa 24,9 m / s².

In un sistema isolato formato da due corpi, uno dei quali ruota attorno all'altro, il primo con una massa molto più piccola del secondo e che descrive un'orbita stabile e circolare attorno al corpo che occupa il centro, la forza centrifuga ha un valore uguale a quello del centripeto per l'esistenza della gravitazione universale.

Da considerazioni come questa è possibile dedurre una delle leggi di Keplero (la terza), che mette in relazione il raggio dell'orbita che descrive un corpo attorno a un altro centrale, con il tempo necessario per spazzare l'area che detta orbita contiene, e ciò afferma che il tempo è proporzionale a 3/2 del raggio.

Questo risultato è universalmente applicabile ed è vero anche per le orbite ellittiche, di cui l'orbita circolare è un caso particolare in cui i semiassi maggiore e minore sono uguali.

◄ PrecedenteAvanti ►
Leggi e teorie astronomicheLa teoria del Big Bang e l'origine dell'Universo

Video: Newton e la legge di gravita (Potrebbe 2020).