legge della gravitazione universale

Legge della gravitazione universale spiegata in modo semplice

Keplero (1571-1630) descrisse il moto dei pianeti attraverso le tre leggi che portano il suo nome (leggi Le Tre Leggi di Keplero spiegate in modo semplice clicca qui) ma non riuscì a comprendere quali forze li costringessero a muoversi secondo queste leggi.

Fu Isaac Newton (1642-1727) a intuire l’esistenza di una forza di attrazione tra i corpi e a descriverne gli effetti formulando la Legge della gravitazione universale:

due corpi si attirano in modo direttamente proporzionale alla loro massa (maggiore è la massa, maggiore è anche la forza di attrazione) e inversamente proporzionale alla loro distanza elevata al quadrato (maggiore è la distanza tra i due corpi, molto minore è la forza di attrazione).

La Legge della gravitazione universale è espressa dalla seguente formula: il prodotto della costante di gravitazione universale (G) per le masse dei due corpi, diviso per il quadrato della distanza tra essi:

La costante di gravitazione universale G vale:

G=6,67×10-11N  m2/kg2

Applicata al Sistema solare, la Legge della gravitazione universale spiega la forza gravitazionale di tutti i corpi nell’Universo:

  • quanto più un pianeta è vicino al Sole tanto più risente della sua forza gravitazionale e quindi la sua velocità aumenta;
  • quanto più un pianeta è lontano dal Sole, tanto meno risente della sua forza gravitazionale e quindi la sua velocità diminuisce;
  • i pianeti più lontani risentono meno della forza gravitazionale del Sole e perciò percorrono la loro orbita più lentamente dei pianeti più vicini.

Nel 1798 lo scienziato inglese Henry Cavendish diede una dimostrazione dell’intuizione di Newton “la gravità è presente in tutti i corpi dell’Universo ed è proporzionale alla quantità di materia dei singoli corpi”. Osserva:

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Cavendish prese due corpi di uguale massa, due piccole sfere d’oro, e li unì tra loro mediante un’asta rigida, al centro della quale era legato un filo sottile che teneva il tutto sospeso in aria.

Quando avvicinava alle due sferette d’oro due corpi di massa più grande (due sfere di piombo), l’asta ruotava leggermente.

Per provare che la rotazione era provocata dalla massa dei corpi e non dalle particolari sostanze di cui essi erano costituiti, Cavendish rifece l’esperimento usando corpi costituiti da sostanze diverse: il fenomeno dell’attrazione si ripeteva sempre.