Christopher Kent Mineman - Didattica in rete

Da Tolomeo a Newton

proviamo a pensare a qualcosa di strano : la gravità non è una forza presente solo sulla terra ma è universale. Come si è arrivati a scoprire la gravità?

Un oggetto cade perché c’è qualcosa che lo tira giù

ARISTOTELE: secondo lui a livello filosofico gli oggetti seguono le leggi naturali inoltre aggiunge che se non seguono un moto rettilineo uniforme, seguiranno quello circolare.
Intorno al 300 d.c. Aristotele insieme a Tolomeo studiano i movimenti dei corpi e affermano che la terra è al centro dell’universo e i pianeti ruotano attorno ad esso
In astronomia Aristotele concepì un universo finito di forma sferica, con la terra posta in un centro costituito da quattro elementi: terra, aria, acqua e fuoco. Nella fisica aristotelica ognuno di questi elementi occupa un luogo particolare, determinato in base alla sua pesantezza relativa. Ognuno di essi si muove secondo la sua natura in linea retta – la terra verso il basso, il fuoco verso l'alto – verso il suo luogo specifico, dove raggiungerà lo stato di quiete; sulla Terra il moto locale, pertanto, è sempre lineare e ha sempre termine.

Sistema copernicano
Dopo diversi secoli in cui si era creduto che la Terra fosse il centro dell'universo intorno a cui ruotano tutti i corpi celesti, secondo quanto previsto dal sistema tolemaico, Niccolò Copernico propose nel XVI secolo il suo modello eliocentrico, con il Sole fisso al centro del sistema solare e tutti gli altri pianeti in rotazione intorno a esso. La teoria copernicana, proclamata un'eresia dalla Chiesa e dagli scienziati del tempo, trovò conferma in seguito grazie al genio di Keplero e Galileo.

Un’altra importante caratteristica della teoria eliocentrica è che essa consentiva una nuova disposizione dei pianeti in base ai loro periodi di rivoluzione. Nell’universo di Copernico – diversamente da quanto accadeva in quello di Tolomeo – maggiore è il raggio dell’orbita di un pianeta, maggiore è il tempo impiegato dal pianeta per compiere un giro intorno al Sole. Il concetto di una Terra che ruota intorno al Sole non era però accettabile per la maggior parte dei lettori del XVI secolo, anche per quelli che comprendevano le rivendicazioni di Copernico; alcune parti della sua teoria furono tuttavia adottate, mentre il fulcro fu ignorato o comunque rifiutato.Tra il 1543 e il 1600 esistevano solo dieci copernicani. La maggior parte di essi era estranea all’ambiente accademico e operava presso le corti di principi, nobili o sovrani; i più famosi, Galileo e l’astronomo tedesco Giovanni Keplero, riconducevano il loro favore al sistema copernicano a ragioni diverse. Nel 1588 una posizione intermedia fu sviluppata dall’astronomo danese Tycho Brahe.


GIOVANNI KEPLERO:

PRIMA LEGGE - Ciascun pianeta ruota attorno al Sole percorrendo un'orbita piana che ha la forma di un'ellisse; il Sole occupa uno dei due fuochi dell'ellisse.




SECONDA LEGGE: LA VELOCITA’ AREOLARE E’ COSTANTE (OVVERO I TEMPI IMPIEGATI A DESCRIVERE AREE UGUALI SONO UGUALI )

PER AREA SI INTENDE LA SUPERFICIE DESCRITTA DAL SEGMENTO CHE CONGIUNGE IL PIANETA AL SOLE NEL TEMPO.

LE DUE LEGGI DISTRUGGEVANO IL CONCETTO DI MOTO PERFETTO = MOTO CIRCOLARE CON VELOCITA’ COSTANTE.

11 ANNI DOPO KEPLERO SCOPRE LA TERZA LEGGE:

TERZA LEGGE: R3/ T2 = COSTANTE
DOVE R= DISTANZA MEDIA PIANETA/SOLE
T= TEMPO DI RIVOLUZIONE CHE SAREBBE IL TEMPO IMPIEGATO PER DESCRIVERE
UN’ORBITA COMPLETA

PRIME DUE LEGGI VALGONO PER TUTTI I CORPI MENTRE LA TERZA VALE SOLO SE SI CAMBIA LA COSTANTE.
TERZA LEGGE PERCIO’ MODIFICATA IN QUESTO MODO:

R3/ T2 = K0 X M CENTRALE


NEWTON E LA FORZA DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE:

PERCHE’ I PIANETI SI MUOVONO COSI’? DEVE ESISTERE UNA FORZA CENTRALE CHE LI ATTIRA.
VOLEVA CAPIRE COE DETERMINARE LA LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE PERCIO’ HA FATTO UNA PREMESSA: STUDIARE IL MOTO SU UN ELLISSE…..QUESTO VUOL DIRE CHE HA INEVNTATO LA MATEMATICA MODERNA.

 

Quindi raccogliendo le varie costanti (G= 4 p2K0)si ricava:

F=
G MpianetaMSole

R2

Legge di gravitazione universale