emmacast...@gmail.com ha scritto:
> La forza di attrazione tra Sole e Terra è data dalla formula
> F = G*(Ms*Mt)/d^2
Tu conosci la formula, ma non la sai leggere, come ora ti dimostrerò.
> La differenza di dimensioni tra Sole e Terra è enorme, tuttavia anche
> se la parte del <leone> come attrazione gravitazionale la fa il
> Sole, un po' è anche il Sole ad essere attratto dalla Terra. Di
> quanto? Come si calcola?
OK, nn hai mai sentiti parlare del terzo principio della dinamica.
E mi pare che nessuno te l'abbia detto :-)
Ma io voglio prendere una strada diversa.
> Faccio una ipotesi ideale (ma irrealistica)...
> Di colpo la terra sparisce, quindi il Sole non risente più della
> sia pur piccola attrazione gravitazionale terrestre. Di quanto si
> sposterà il baricentro solare rispetto a prima?
Non c'è nessun bisogno di ricorrere a ipotesi impossibili (in
contrasto con le leggi fisiche note.
Conosci il detto "ex falso sequitur quodlibet"?
Vuol dire che se parti da una premessa falsa puoi dimostrare qualsiasi
cosa.
Ecco perché non si debbono adottare ipotesi false, neppure negli
esperimento cosiddetti "ideali".
Del resto non ce n'è bisogno per formulare il tuo problema.
Basta osservare che la Terra gira attorno al Sole, quindi anche la sua
forza di attrazione sul Sole, pur se resta circa la stessa in
grandezza, cambia direzione (un giro in un anno).
Possiamo quindi chiederci: che cosa farà di conseguenza il baricentro
del Sole? Si muoverà?
> Restano comunque gli altri pianeti, Giove, Saturno,Marte ecc., ma un
> poco il Sole si dovrà pur spostare, magari un solo metro.
Infatti: che ci siano anche altri pianeti non toglie che la terra
qualcosa fa.
> Insomma si può fare questo calcolo?
Si può fare e hai visto come si fa.
Anche se io avrei qualcosa da dire... vedi dopo.
Dopo queste premesse, torniamo alla formula.
Giustamente hai scritto
> La forza di attrazione tra Sole e Terra
Ma se è "tra Sole e Terra" vuol dire che vale per entrambi, no?
La *stessa* forza - a parte il verso - agisce sul Sole come sulla
Terra.
> è data dalla formula F = G*(Ms*Mt)/d^2
Che c'è scritto nella formula?
Che la forza è proporzionale a entrambe le masse.
E ricorda che questa si chiama "legge di gravitazione universale",
ossia è vera *per qualunque coppia di corpi*, non solo per Sole e
Terra.
Ora fingiamo che la Terra consista di un certo numero di parti, e per
non scrivere inutilmente numeri enormi, supponiamo che le parti siano
10, tutte di ugual massa.
Supponiamo che pure il Sole sia fatto di parti dela stessa massa di
quelle, ma in numero maggiore: diciamo 1000.
(In realtà sarebbero molte di più: la massa del Sole è circa 330000
volte quella della Terra.)
Chiamiamo F la forza che agisce tra una parte del Sole e una pate
della Terra.
Prima domanda: quanto vale la forza totale del Sole su una delle parti
della Terra?
Chiaramente vale 1000*F.
E quanto vale la forza totale del Sole su tutta la Terra? (si chiama
la "risultante").
Risposta facile: 10 volte 1000*F, ossia 10000*F.
Ora invertiamo le parti.
Quanto vale la forza totale della Terra su una delle parti del Sole?
Chiaramente vale 10*F.
E quanto vale la forza totale della Terra su tutto il Sole?
Facile: 1000 volte 10*F, ossia ancora 10000*F.
Lo vedi che sono uguali?
Ma era scritto nella formula, in cui entra il *prodotto* delle due
masse.
Ci sarebbe da osservare che abbiamo fatto qualche ipotesi senza dirla.
Prima ipotesi: quando abbiamo più corpi (le parti del Sole, per es.)
che agiscono su uno stesso corpo (una delle parti della Terra) ciascun
corpo agisce come se gli altri non ci fossero, e le forze si possono
sommare.
Per quanto possa sembrare ovvio e *logico*, lo possiamo giustificare
solo osservando quello che succede nella realtà.
E le cose ci danno ragione (non a noi: a Newton :-) ).
La seconda ipotesi è più sottile.
Io ho calcolato la forza risultante sulla Terra (è venuta 10000*F, e
la chiamerò R).
Qui non c'è nessuna ipotesi: ho solo fatto un'operazione matematica.
Il problema è: che me ne faccio di questa somma?
Newton ci dice: usala in F = ma, per calcolare l'accelerazione della
Terra.
Sarà vero?
Di nuovo, è il confronto coi fatti che potrà dircelo.
Ma una cosa si vede subito.
L'accelerazione della Terra sarà R/Mt = (10000*F)/(10*m) = 1000*F/m
(se m è la massa di una delle parti).
E se la Terra fosse stata fatta di 20 parti? Mt = 20*m?
Avremo avuto R = 2000*F, a = R/Mt = (20000*F)/(20*m) = 1000*F/m.
Meraviglia: proprio la stessa di prima!
Detto in parole: l'accelerazione della Terra dovuta all'attrazione del
sole *non dipende* dalla massa della Terra (però dipende dala massa
del Sole.
Scambiando i ruoli possiamo calcolare l'accelerazione del Sole.
La risultante è la stessa: R = 10000*F.
La massa del Sole è Ms = 1000*m.
Quindi accel. del sole = (10000*F)/(1000*m) = 10*F/m.
Come vedi è 100 volte più piccola dell'accel. della Terra.
E 100 è proprio il rapporto delle masse: Ms/Mt = (1000*m)/(10*m) =
100.
Quindi il numero vero di parti non conta, né la massa di ciascuna
parte: conta solo il rapporto delle masse complessive dei due corpi.
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Elio Fabri