Gravita

[Morimondo]

Mi rendo conto di avere molte lacune sul concetto di gravità. Se avete dei link interessanti…

Su wikipedia ho trovato questa definizione
https://it.wikipedia.org/wiki/Costante_di_gravitazione_universale
come è stata trovata? Il link sopra dice:
La prima misura della costante di gravitazione universale fu effettuata da Henry Cavendish nel 1798 usando una bilancia di torsione, Il suo valore è G = 6,67 × 10−11 N m² / kg²
Questa costante sia indipendente dal luogo.
Non ho capito come si sia giunti a questo risultato.


La legge di gravitazione di Newton dice:
F=G m1*m2/r^2 (r^2 dovrebbe essere la distanza tra i due corpi al quadrato)

dove:
F è l'intensità della forza tra le masse,
G è la costante di gravitazione universale,
m1 è la prima massa,
m2 è la seconda massa, e
r è la distanza tra i centri delle masse.

E’ stata formulata nel 1686.
Non capisco alcune cose:
1. in primo luogo Newton non conosceva il valore di G misurato oltre un secolo dopo, quindi come ha
ottenuto il risultato? Non conoscendo la costante G la sua fu solo una ipotesi in seguito verificata?
2. la legge si riferisce a un caso particolare probabilmente raro in natura, si riferisce a due soli corpi,
questa legge come cambia se vi sono più di 2 corpi?
3. recentemente ho letto che la luna si allontana dalla terra di alcuni cm all’anno, credo 4, tra qualche
miliardo di anni sfuggirà alla terra e cadrà sul sole, questo calcolo è stato ottenuto grazie a
un’attrezzatura laser lasciata sulla luna (penso però che tra miliardi di anni la massa del sole sarà
differente, diminuita, ma immagino si sia considerato che la massa sia stabile) Prima però si diceva il
contrario ossia si pensava che la luna sarebbe caduta sulla terra. Quindi, se non mi sono sbagliato, la
legge di Newton non è stata sufficiente a valutare l’interazione terra luna, perché non si tratta di due
corpi ma almeno di 3 l’influenza del sole comanda quindi si tratta di 3 corpi.
4. nel caso di un sistema con due soli corpi: una stella e un pianeta, conoscendo le masse e l’orbita
(circolare o ellittica) è possibile stimare se il pianeta è in un’orbita stabile o se alla lunga cadrà sulla
stella?

[Gaetano M.]

In bocca al lupo. Chiunque si avvicina alla gravità ne ha bisogno:biggrin:

L'esperimento di Cavendish: http://www.bplab.bs.unicatt.it/~iltone/doc/Cavendish.pdf

[Cagnaccio]

in fisica ho preso 21 quindi non so rispondere alle prime 2, posso provare a dire la mia sulla 3 e la 4:

3 - so che c'è uno o più istituti/laboratori/osservatori che quotidianamente fanno partire un raggio laser sulla luna al fine di stabilirne con precisione la distanza dalla terra, non so se il segnale venga "riflesso" da qualche oggetto lasciato li, oppure sul terreno, chissà però mediante calcoli matematici riescono a capire quando si avvicina e quando si allontana;

4 - non so se i parametri siano la massa e l'orbita ma riescono a stimare tutto, con una discreta precisione rispetto alle teorie del 19° e 20° secolo

per quanto riguarda la legge di gravità io so solo una cosa:
se prendi una lampadina accesa ed un gatto e li lasci cadere nello stesso momento da un palazzo, noterai che arrivano al suolo nello stesso istante.
da ciò si evince che i gatti vanno alla velocità della luce.

[Enrico Corsaro]

Mi rendo conto di avere molte lacune sul concetto di gravità. Se avete dei link interessanti…

Il link di Wikipedia (https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_gravitazione_universale#cite_note-1) va abbastanza bene a riguardo...

L'esperimento di Cavendish fu solo atto a calibrare con precisione la costante di gravitazione, non a scoprire la legge di gravitazione, che risale appunto a Newton. La costante di gravitazione non è di per sè difficile da calibrare. Se hai modo di misurare l'intensità della forza con cui due masse, note, si attraggono, hai automaticamente il valore della costante. Se vuoi più dettagli sull'esperimento e qualcosa non ti è chiaro, chiedi pure.



Non capisco alcune cose:
1. in primo luogo Newton non conosceva il valore di G misurato oltre un secolo dopo, quindi come ha
ottenuto il risultato? Non conoscendo la costante G la sua fu solo una ipotesi in seguito verificata?

Pubblicata nel suo Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, si trattava di una legge basata sull'evidenza empirica, quale in particolare il moto dei proiettili, la caduta dei corpi, le traiettorie di deflessione per effetto della gravità, e il moto dei satelliti naturali.



2. la legge si riferisce a un caso particolare probabilmente raro in natura, si riferisce a due soli corpi,
questa legge come cambia se vi sono più di 2 corpi?

Non cambia la legge in sè, ma cambia il sistema di equazioni. Ogni N corpi, ci saranno (dal calcolo combinatorio per N oggetti presi a 2 alla volta)
C(N,2) = \frac{N!}{(N-2)! 2!}
attrazioni mutuali (cioè tante quante sono le possibili coppie, senza ripetizione) da tenere in considerazione. Il punto esclamativo è il simbolo di fattoriale, ovvero
N! = N * (N - 1) * (N - 2) * ... * 2 * 1

Quindi ad esempio per 3 corpi, ci saranno 3 attrazioni mutuali in gioco, quindi 3 equazioni di Newton distinte; per 4 corpi, ce ne saranno 6, e così via.



3. recentemente ho letto che la luna si allontana dalla terra di alcuni cm all’anno, credo 4, tra qualche
miliardo di anni sfuggirà alla terra e cadrà sul sole, questo calcolo è stato ottenuto grazie a
un’attrezzatura laser lasciata sulla luna (penso però che tra miliardi di anni la massa del sole sarà
differente, diminuita, ma immagino si sia considerato che la massa sia stabile) Prima però si diceva il
contrario ossia si pensava che la luna sarebbe caduta sulla terra. Quindi, se non mi sono sbagliato, la
legge di Newton non è stata sufficiente a valutare l’interazione terra luna, perché non si tratta di due
corpi ma almeno di 3 l’influenza del sole comanda quindi si tratta di 3 corpi.

No non è così. La legge di Newton va più che bene, come dicevo ciò che cambia è il sistema di equazioni da considerare. L'interazione Terra-Luna non è una interazione semplice, ma è soggetta all'influenza gravitazionale di altri corpi, tra cui in primis il Sole e poi gli altri pianeti del sistema solare, soprattutto Giove.
Il sistema diventa un sistema complesso, a più corpi, e pertanto le equazioni da considerare sono in numero che ti ho espresso prima. Sistemi di questo genere diventano rapidamente caotici, perchè il numero di parametri liberi aumenta notevolmente all'aumentare dei corpi in legame gravitazionale.
La Luna comunque come dicevi, si sta allontanando da noi al passare del tempo. Questo fa parte dei moti milionari che caratterizzano il sistema Terra-Luna.



4. nel caso di un sistema con due soli corpi: una stella e un pianeta, conoscendo le masse e l’orbita
(circolare o ellittica) è possibile stimare se il pianeta è in un’orbita stabile o se alla lunga cadrà sulla
stella?

Certamente si! Ma non entra in gioco solo la forza di gravità in questo caso, bensì anche la forza centripeta. Il sistema è generalmente stabile se le due forze si equivalgono.

[Morimondo]

Il link di [B]

Certamente si! Ma non entra in gioco solo la forza di gravità in questo caso, bensì anche la forza centripeta. Il sistema è generalmente stabile se le due forze si equivalgono.

Quindi in sostanza un pianeta nato insieme alla sua stella dalla stessa nube , se riesce a sopravvivere al periodo iniziale, ricco di accidenti e collisioni, si accrescerà e assesterà in un orbita stabile.
Potrebbe cadere sulla stella solo se frenato dalla sua evoluzione finale in gigante rossa?

Una piccola domandina quando si legge che in una eventuale collisione tra un pianeta e un suo satellite questi si disgregherebbe già a distanza si intende per un'effetto di piccola "spaghettizzazione minor" ossia la parte di satellite più vicina al pianeta subirebbe forse gravitazionali maggiori a differenza dell'emisfero opposto?

Ti ringrazio Enrico Corsaro sei sempre molto preciso

[Gaetano M.]

2. la legge si riferisce a un caso particolare probabilmente raro in natura, si riferisce a due soli corpi,
questa legge come cambia se vi sono più di 2 corpi?

Aumentando il numero dei corpi interessati (oltre 2) aumenta notevolmente la complicazione. Per tre corpi allego un link: http://www.treccani.it/enciclopedia/l-ottocento-astronomia-il-problema-dei-tre-corpi-e-la-stabilita-del-sistema-solare_(Storia-della-Scienza)/

[Enrico Corsaro]

Quindi in sostanza un pianeta nato insieme alla sua stella dalla stessa nube , se riesce a sopravvivere al periodo iniziale, ricco di accidenti e collisioni, si accrescerà e assesterà in un orbita stabile.
Potrebbe cadere sulla stella solo se frenato dalla sua evoluzione finale in gigante rossa?


Se sopravvive alla fase iniziale e si accresce fino a diventare un corpo che domina gravitazionalmente l'area circostante, che poi è la definizione di pianeta secondo la nuova convenzione IAU, allora è molto probabile che rimarrà in una orbita stabile ma nulla è assicurato. Parlarne così per ipotesi e senza un riferimento preciso non ci porta ad una conclusione. In generale i pianeti sono soggetti a sistemi di attrazione a molti corpi, il che può causare instabilità anche su scale temporali di milioni di anni, che non riusciamo ad osservare dunque.



Una piccola domandina quando si legge che in una eventuale collisione tra un pianeta e un suo satellite questi si disgregherebbe già a distanza si intende per un'effetto di piccola "spaghettizzazione minor" ossia la parte di satellite più vicina al pianeta subirebbe forse gravitazionali maggiori a differenza dell'emisfero opposto?

Bè non parliamo di spaghetizzazione ma sicuramente le forze mareali hanno un ruolo fondamentale in tal senso. La torsione causata dal pianeta sul satellite e per effetto anche di un aumento della velocità orbitale a causa di una diminuzione del semiasse tra i due corpi, può portare a disgregazione e smembramento del corpo. Tuttavia al solito, parlare in questi termini non ci fornisce le condizioni per dire se un tale corpo si disgrega o meno, tutto dipende dalle condizioni del sistema.



Ti ringrazio @Enrico Corsaro (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) sei sempre molto preciso
Di niente a disposizione ;).

[Red Hanuman]

Certamente si! Ma non entra in gioco solo la forza di gravità in questo caso, bensì anche la forza centripeta. Il sistema è generalmente stabile se le due forze si equivalgono.
Scusa, Enrico.... Centripeta o centrifuga? Perché in questo caso, la forza centripeta dovrebbe coincidere con la gravità.... :whistling:

[Enrico Corsaro]

Scusa, Enrico.... Centripeta o centrifuga? Perché in questo caso, la forza centripeta dovrebbe coincidere con la gravità.... :whistling:

La vera forza in azione, quella fisica, e' solo la centripeta. La forza centrifuga e' solo fittizia, cioè apparente :).

[Red Hanuman]

Scusa di nuovo, Enrico Corsaro, ma a me sembra comunque che la forza centripeta coincida con la gravità in questo caso. SE sono la stessa cosa, dove sta l'equilibrio? Cosa compensa le forze, per mantenere la stabilità?:wtf:

[Gaetano M.]

Il problema è, secondo me, che ragioniamo sempre con Newton mentre la realtà ragiona con la RG di Einstein e quindi cosa diventano forza centrIfuga e centripeta in uno spazio-tempo deformato?

[Enrico Corsaro]

Scusa di nuovo, @Enrico Corsaro (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649), ma a me sembra comunque che la forza centripeta coincida con la gravità in questo caso. SE sono la stessa cosa, dove sta l'equilibrio? Cosa compensa le forze, per mantenere la stabilità?:wtf:

Perchè la stabilità si crea nel sistema non inerziale, mentre quello visto da un osservatore inerziale è di una persona in continua caduta verso il centro del sistema. La caduta non si risolve con l'impatto perchè vi è il moto di rotazione.
La forza in gioco è sempre quella centripeta, fisicamente, solo che per l'osservatore in orbita, questa forza produce l'effetto fittizio della forza centrifuga, facendogli dunque credere di essere in equilibrio con la forza di gravità.
E' più chiaro adesso? ;)

[Morimondo]

E' più chiaro adesso? ;)

Io per il momento passo, sono come i ruminanti mi occorre tempo.:biggrin:
Tutto il resto, grazie a tutti gli interventi, mi è stato utile.

[Beppe]

Perchè la stabilità si crea nel sistema non inerziale, mentre quello visto da un osservatore inerziale è di una persona in continua caduta verso il centro del sistema. La caduta non si risolve con l'impatto perchè vi è il moto di rotazione.
La forza in gioco è sempre quella centripeta, fisicamente, solo che per l'osservatore in orbita, questa forza produce l'effetto fittizio della forza centrifuga, facendogli dunque credere di essere in equilibrio con la forza di gravità.
E' più chiaro adesso? ;)

Premetto che intervengo da profano:

Red Hanuman dice che forza centripeta e forza di gravità sono equivalenti; direi che ha ragione perché è la forza di gravità che permette a dei corpi di ruotare intorno ad un baricentro comune in funzione dei loro momenti inerziali.

Enrico Corsaro ha ragione di affermare che la forza centrifuga è solo apparente e può essere chiamata in causa solo quando vi è una variazione di moto. Chiedere a Valentino Rossi per ulteriori delucidazioni :biggrin: :biggrin:

[Enrico Corsaro]

@Red Hanuman (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=9) dice che forza centripeta e forza di gravità sono equivalenti; direi che ha ragione perché è la forza di gravità che permette a dei corpi di ruotare intorno ad un baricentro comune in funzione dei loro momenti inerziali.

Bè equivalenti nel mero senso che agiscono lungo la stessa direzione e che hanno lo stesso verso, questo si, ma sono due effetti fisici completamente diversi :).



@Enrico Corsaro (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) ha ragione di affermare che la forza centrifuga è solo apparente e può essere chiamata in causa solo quando vi è una variazione di moto. Chiedere a Valentino Rossi per ulteriori delucidazioni :biggrin: :biggrin:
Ehehe sono d'accordo. Comunque in parole povere, l'effetto che si avverte di tendere ad essere spinti verso l'esterno quando ruotiamo attorno ad un centro (con o senza gravità), è dovuto soltanto ad un effetto fittizio. Non è qualcosa di reale, se non nel nostro sistema che non è più un sistema inerziale, cioè non soggetto a forze esterne, ma è non inerziale perchè agisce la forza centripeta su di esso.
Per analogia, anche quando siamo in caduta libera sotto l'effetto della gravità, ci sentiamo sbalzati in direzione opposta (vedi ad es. scendendo in ascensore, o quando siamo in volo e l'areo comincia a scendere di quota). Quella forza apparente di fatto non esiste, è solo un effetto che percepiamo perchè di fatto siamo sotto l'azione della forza di gravità.
Stesso identico discorso si fa per la forza centripeta. Nel moto di rotazione infatti le orbite sono stabili da un punto di vista energetico, e non di forze, perchè di fatto chi è in orbita è come se fosse continuamente in caduta verso il centro di rotazione. Come dicevo prima, il motivo per cui di fatto non si cade nel centro è perchè abbiamo una componente tangenziale di moto, che ci spinge continuamente verso l'esterno.
Nel caso poi più completo, queste orbite sono ellissi (nel caso degenere la circonferenza) ed il sistema è da risolvere in termini di equazioni di Newton e conservazione del momento angolare. Morimondo, prova a rivedere questo ultimo mio discorso. Se hai altri dubbi chiedi pure ;).

[Red Hanuman]

QUI (https://it.wikipedia.org/wiki/Forza_centripeta) c'è la definizione di wiki della forza centrifuga... ;)

[Enrico Corsaro]

Questo genere di link è certamente molto utile ;).

[Gaetano M.]

Aggiungerei anche questo link per completare: https://it.wikipedia.org/wiki/Forza_centrifuga

[Morimondo]

Wikipedia non è poi così male, ne avevo sentito parlare non troppo bene...

[Red Hanuman]

Morimondo, la versione italiana è a volte un po' raffazzonata, quella inglese è quasi perfetta.... :sneaky:

[Enrico Corsaro]

Concordo, la Wikipedia in inglese è piuttosto affidabile ed accurata. Se in generale vedete una lista di riferimenti bibliografici alla fine, utilizzati all'interno del testo, è più probabile che ciò che vi è descritto sia attendibile.

[Morimondo]

Concordo, la Wikipedia in inglese è piuttosto affidabile ed accurata.
il problema è che ho inparato l'inglese giocando online a GdR e con programmi di grafica 2D e3D, mi pertanto sono graditissime le traduzioni che fate voi santi dello staff;)

[Valerio Ricciardi]

In bocca al lupo. Chiunque si avvicina alla gravità ne ha bisogno :biggrin:

Ma non è vero, qui.

Basta non avere timori reverenziali ed esser disposti ad interfacciarsi col prossimo con curiosità, rispetto umano, educazione e stima per le competenze altrui.

Qui non c'è né il Marchese del Grillo
https://www.youtube.com/watch?v=gTV5nUPuoHo

Né Fra'ç@§§oDaVelletri.

[Valerio Ricciardi]

Enrico Corsaro ha ragione di affermare che la forza centrifuga è solo apparente e può essere chiamata in causa solo quando vi è una variazione di moto. Chiedere a Valentino Rossi per ulteriori delucidazioni :biggrin: :biggrin:

Certo: dal punto di vista di Newton Valentino ha la pretesa di deviare da uno stato di moto (non -cicletta :biggrin:) rettilineo uniforme, nel quale vale il mitico unmezzoemmevuquadro :biggrin: dell'energia cinetica; siccome lui va di molto sveltissimo assai, la quantità di moto associata alla massa mezzo+pilota lanciata a cotanta balda velocità si opporrà con tutte le sue forze a che egli possa cambiare traiettoria, deviando dal moto rettilineo.

Per questo per riuscire a curvare dovrà opporre alla forza centrifuga (apparente, in realtà una normalissima manifestazione del principio di inerzia) una forza centripeta costituita dall'attrito col suolo degli pneumatici : una reazione vincolare che in questo caso corrisponde alla corda tesa che impedisce al sasso di "partire per la tangente", che in realtà corrisponde a... seguire il suo moto rettilineo come voleva il vecchio bisbetico ma geniale Newton.

Per sfruttare al meglio la reazione vincolare dell'area di impronta del battistrada e la sua capacità di generare attrito radente, dovrà utilizzare anche la forza di gravità: inclinando la moto verso l'interno della curva, farà cadere il vettore che descrive la risultante delle forze entro la base d'appoggio. Se così non fosse, la moto si ribalterebbe verso l'esterno (ed infatti con un Apetto a stringer troppo la sterzata ci vuol poco a ribaltarsi, non potendosi inclinare verso l'interno curva; ed infatti, aggiungerei, nelle gare di sidecar il "passeggero" si sporge a livelli parossistici verso l'interno curva, letteralmente "al trapezio" come se fosse su una barca da regata, per cercare di compensare la tendenza al ribaltamento spostando il suo peso al di fuori della base di appoggio nel senso opposto al momento ribaltante).

Maggiore la forza (apparente) centrifuga, maggiore l'inclinazione verso l'interno da dare alla moto per percorrere la curva, sempre ammettendo che l'attrito di primo distacco del battistrada non venga raggiunto e allora si scivola fuori verso la ghiaia.

A mio avviso, "uno bravo" potrebbe calcolare a che velocità una moto sta percorrendo una curva in un Gran Premio se solo potesse misurarne con precisione l'angolo di inclinazione rispetto alla normale al suolo.

[Gaetano M.]

Ma non è vero, qui.

Scusa ma quel qui doveva essere un link?

[Marcos64]

Direi di no, e' un rafforzativo di: Qui su questo Forum, almeno ho inteso cosi'

[Valerio Ricciardi]

Direi di no, e' un rafforzativo di: Qui su questo Forum, almeno ho inteso cosi'
Esatto, e l'ho evidenziato in neretto solo per rimarcare - casomai ci fossimo dimenticati delle nostre eroiche maestre - che sul qui e sul qua l'accento non va. :biggrin:

;)

[etruscastro]

grande Valerio! :D

[lucianob]

Concordo moltissimo con Red Hanuman.
Non capisco come mai la parte inglese e o meglio TROVI una marea di roba.:sad:
In quella versione Italiana trovi un parte povera e appena sufficiente. Anche negli algoritmi.
Non capisco se sia una "deficenza" scritto in termine bonario, ma da molto fastidio.
Almeno a mè, che vorrei leggere in modo piu scorrevole il materiale contenuto .


Morimondo, la versione italiana è a volte un po' raffazzonata, quella inglese è quasi perfetta.... :sneaky:

valerio , ma va' anche accentato su ULupo ululì e il Castello ululà oppure no ?:biggrin:

[Morimondo]

Concordo moltissimo con Red Hanuman.
Non capisco come mai la parte inglese TROVI una marea di roba.:sad:
In quella versione Italiana trovi un parte povera e appena sufficiente.

Non ho idea di come venga gestita Wikipedia nelle sue varie lingue, mi aspettavo che esistesse un team di traduttori per lo meno dall'inglese alle lingue più importatnti e quindi anche in italiano.

Se non tutte le informazioni in lingua inglese hanno versioni in Italiano, e in altre lingue è un vero peccato.

La lingua italiana è una delle lingue piu facili da leggere e scrivere tant'è che vi è solo in 4% di dislessici mentre nell'inglese si va dall'8 al 10%. E' forse las lingua più musicale, più usata dalla lirica.
Trovo veramente incredibile che l'inglese sia diventato una lingua franca quando gli studenti fanno ancora le gare di spelling alle scuole superiori.
Scusate il fuori tema qui fa molto caldo:biggrin:

[lucianob]

Tu pensa che, il termine inerente la " Gravità "
Considerando anche che e uno dei fondamenti principali della nuova Fisica nel senso di forza universale, ma anche di una delle componenti della forza -
Dovrebbe avere almeno 100 traduzioni e almeno 1000 pagine dedicate, dagli arbori del tempo e delle varie scoperte.
Se giri in internet, trovi una marea di argomenti.
Dalla gravità del microcosmo alla Gravità del MacroCosmo una forza che da anche stabilità ed equilibri nelle stelle grandissime, equilibri che sono incredibili e impensabili.
La Gravità fa grandissime cose con la materia.

Eppure spesso il Termine Gravità spesso si spiega in piccole misure.
Cordiali.

[DarknessLight]

Dalla gravità del microcosmo alla Gravità del MacroCosmo una forza che da anche stabilità ed equilibri nelle stelle grandissime, equilibri che sono incredibili e impensabili.
La Gravità fa grandissime cose con la materia.

In genere le forze fondamentali forti organizzano le strutture microscopiche a livello atomico e molecolare. Pensate alla forza nucleare forte e all elettrondebole che rispettivamente lega i protoni nel nucleo e lega gli elettroni ai nuclei.
Invece la gravità, che è una forza debole, organizza le strutture su scala planetaria ma anche a livello di interi super ammassi di galassie e oltre.
La gravità rispetto all elettromagnetismo si presenta con un intensità di un miliardo di miliardi di miliardi di miliardi di volte (1 seguito da 36 zeri) più debole!!!
Davvero impressionante!

Ricordo che si usa dire: prova a prendere due piccoli magneti attaccati tra loro e poi prova a separarli. Ti renderai conto di aver compiuto un lieve sforzo. E ovviamente i magneti sono molto piccoli.
Ora invece prova a sollevare un piccolo sasso. Lo sforzo ora è poco maggiore di prima, solo che ora c è un intero pianeta (e non solo un piccolo magnete) a contrastare il tuo sforzo.
La gravità è così debole, che la sola energia del mio braccio è in grado di vincerne gli effetti. Eppure essa è in grado di generare intere galassie e super ammassi di galassie!!!
Solo una parola: incredibile!!!