La forza gravitazionale

L’astronomo tedesco Johannes Kepler (1571-1630) ha stabilito tre leggi sul moto dei pianeti attorno al Sole, la legge delle orbite, la legge delle aree e la legge dei periodi. 

I pianeti percorrono delle traiettorie ellittiche, perciò su di essi si esercita una forza che fa curvare la traiettoria. Lo stesso discorso si applica ad una satellite come la Luna che gira attorno alla Terra. Consideriamo due masse puntiformi m1 e m2 poste alla distanza r. Le due masse interagiscono, attirandosi a vicenda: la massa m1 esercita una forza attrattiva F12 su m2; la massa m2 attrae m1 con una forza 21 della stessa intensità. Questa forza di interazione si chiama forza gravitazionale.

Esiste una costante di gravitazione universale che si chiama G; essa venne misurata nel 1798 dal fisico inglese Henry Cavendish.

Proprietà della forza gravitazionale

• L’intensità della forza è direttamente proporzionale a ciascuna delle due  masse; se una delle masse raddoppia anche la forza raddoppia.
• L’intensità della forza è inversamente proporzionale al quadrato della distanza ; se la distanza raddoppia la forza diventa quattro volte più piccola. 
• Il valore di G è molto piccolo, perciò le forze di attrazione gravitazionali sono piccole, a meno che le masse non siano molto grandi. Per esempio, per ottenere la forza di 1 N ci vogliono due masse di circa 122 000 kg poste alla distanza di 1 m.

Accelerazione di gravità

L’ accelerazione di gravità in un punto della superficie terrestre dipende dalla distanza del punto dal centro della Terra. Poichè la Terra non è esattamente sferica, l’accelerazione g varia da punto a punto della superficie terrestre. 

L’accelerazione di gravità si ottiene moltiplicando la costante di gravitazione universale per il rapporto tra la massa della Terra e il suo raggio alla seconda.