Campo Gravitazionale

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Ricordiamoci che vale sempre questo principio:

L’ENERGIA, presente nell'universo, NON SI CREA E NON SI DISTRUGGE, si trasforma continuamente da una forma ad un'altra forma.

Ora studieremo una nuova forma di energia:

L'ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE:

 

è l’energia che si manifesta all'interno di ogni campo gravitazionale.

Questa è l'energia costringe un corpo a rimanere nel sistema solare e a muoversi, inoltre ci permetterà di costruire una legge, che utilizzata in modo intelligente, ci farà capire se lo stesso nel futuro rimarrà all'interno del campo gravitazionale o potrà sfuggire dallo stesso.

Questa energia caratterizza l'universo, in ogni punto avremo un valore dell'energia potenziale, Ep = 0 solo se ci potessimo porre ad una distanza infinita da ogni corpo presente nel creato e perciò se non volessimo più essere attratti dalla gravità di tutti gli oggetti presenti nell'universo dovremmo uscire dall'universo stesso.

Definiamo ora l'energia potenziale associabile ad un corpo posto ad una distanza inferiore ai 1000 metri dal suolo.

Per definire l'energia potenziale gravitazionale in questo contesto sfutteremo il concetto di lavoro:

• L = F x S = P x S x cos a

Massa x accelerazione di gravità x altezza dal suolo

Avevamo già visto che in questo caso il corpo trasforma, in assenza di attrito, il lavoro in energia cinetica.

Quanto detto vale solo se si analizza il comportamento di un punto materiale che subisce il campo gravitazionale tra 0 e 1000 metri ( andando oltre aumenta il raggio e perciò la gravità non sarà più 9,8) noi utilizziamo la formula

Chiameremo Energia Potenziale l'energia che il campo può trasferire ai corpi liberi di muoversi nel campo gravitazionale e scriveremo:

Epotenziale=m g h

Oltre i 1000 metri invece si ricava che l'energia potenziale deve essere espressa

Ep = - G M / R

L'energia potenziale è una grandezza fisica scalare ( R si può sostituire con D ad indicare la distanza fra il corpo più vicino e l’osservatore)

Grazie alla somma dell’energia potenziale e dell’energia cinetica ( la nostra è quella della terra) possiamo calcolare l’energia totale:

Etotale= Ecinetica+ Epotenziale

( solo in un sistema isolato, senza attrito e senza forze di spinta esterne)

Oppure

Etotale = - GMm / R + ½ m v 2

L’energia totale può risultare :

Et < 0 il corpo ruota al pianeta che lo attira di più e rimane dentro il campo

Et = 0 il corpo ruota intorno al pianeta ma con un’orbita parabolica e fra infiniti anni uscirà
dal sistema

Et >0 il corpo ruoterà con una orbita iperbolica ed uscirà dal sistema in breve tempo.


2. La legge di gravità cambia se ci troviamo sotto terra infatti è direttamente proporzionale a una sfera con raggio uguale alla distanza fra me e il centro del pianeta.
ponendo K= densità media della parte di pianeta racchiusa da una sfera avente il centro nel centro della terra e raggio r uguale alla distanza dal centro della terra al punto in cui siamo avremo:

g ( r ) = K x r

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