Meccanica | ||
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Supporto teorico | ||
Legge di gravitazione universale |
Nella sua geniale attività scientifica Newton - si sa - studiò la questione generalizzando il principio d'inerzia e il concetto di forza, introducendo il concetto di massa ed estendendo la validità delle leggi meccaniche a tutto l'universo. Nella sua opera figura la legge di gravitazione universale: due corpi di massa M ed m si attraggono con una forza F direttamente proporzionale al prodotto delle masse e in ragione inversa al quadrato della distanza, r. In altre parole, cioè in formule: F = GmM/r2, con G una costante detta costante di gravitazione universale.
Questa forza di attrazione reciproca tra corpi ha validità generale. Come mai, allora, passando vicino a un grosso edificio il nostro corpo non prova alcuna sensazione di attrazione? E' lo stesso Newton a dare la risposta: perché questa attrazione, pur essendo in effetti presente, risulta troppo piccola per essere avvertita rispetto a quella esercitata dalla terra, la cui massa è decisamente superiore.
La prova di questa affermazione - intuizione di Newton la si ebbe più avanti con l'impiego di un dispositivo detto bilancia a torsione, inventata da Coulomb per investigare le leggi dell'elettrostatica e della magnetostatica. La costante G fu infatti misurata per la prima volta nel 1798 da H. Cavendish e vale nel Sistema Internazionele 6,67x10-11 Nm2/kg2, un numero assai piccolo.
Per farsene un'idea, due libri con massa di 1kg alla distanza di 1 metro sulla mensola di una libreria si attraggono reciprocamente con una forza pari a 6,67x10-11N ovvero 0,0000000000667N! Ecco perché tali libri non si muovono spinti da questa forza di attrazione, decisamente incapace di vincere la forza d'attrito. Con i corpi celesti, nonostante il valore di G e le distanze rilevanti che li separano, le masse in gioco sono notevoli; di conseguenza la forza di gravità è capace di trattenere la Terra e gli altri pianeti intorno al Sole, la Luna intorno alla Terra e le stelle all'interno di una galassia. Tutto questo nella visione classica della meccanica, poiché nella teoria della relatività generale di Einstein le cose sono nettamente diverse, ma tale argomento esula dai limiti di difficoltà stabiliti per le pagine del Museo Virtuale.