Come fa un satellite artificiale lanciato nello spazio a non ricadere sulla Terra, sfuggendo alla forza di attrazione gravitazionale della Terra stessa?
E' chiaro che questa possibilità dipende dalla velocità con cui il satellite viene "sparato" dalla rampa di lancio;
ma quale deve essere la velocità che esso deve possedere per poter sfuggire al campo gravitazionale della Terra? In altre parole qual è
la velocità di fuga del satellite?
 |
|
http://www.eduspace.esa.int/subdocument/images/ariane2.jpg |
Considerando concetti fisici ancora a te non noti, quali l'energia cinetica, l'energia potenziale, il principio di conservazione dell'energia
meccanica e la legge di gravitazione universale, si può arrivare ad ottenere una formula che ti permette di calcolare la velocità di fuga
di un oggetto vf da un qualsiasi corpo celeste, a condizione di conoscere il valore dell'accelerazione di gravità, g,
e il raggio, R, del corpo celeste.
La formula è:
Partiamo dalla situazione sulla Terra, dove g = 9,8 m/s2 e R = 6370 km = 6370000 m = 6,37 x 106 m.
La nostra formula diventa:
Ciò significa che un qualsiasi oggetto, per poter sfuggire alla gravità terrestre, deve avere una velocità di circa 11 km/s.
E sulla Luna?
Le cose vanno diversamente solo perché l'accelerazione di gravità lunare è circa un sesto di quella terrestre (1/6 x 9,8 m/s2 = 1,6 m/s2)
e il raggio lunare è 1738 km = 1,738 x 106 m. Sostituendo questi valori nella formula, si ottiene per la vf dalla Luna il valore
di 2,4 km/s. Si può così concludere che la velocità di fuga dalla Luna è molto inferiore a quella dalla Terra.
Questi differenti valori possono spiegare parecchie cose, per esempio perché la Terra ha una sua atmosfera, mentre la Luna non possiede atmosfera. Sulla Terra
la velocità delle molecole di azoto, ossigeno, vapor acqueo e anidride carbonica è molto minore della velocità di fuga; di conseguenza queste molecole
non sfuggono alla gravità terrestre (per nostra fortuna!!!) formando l'atmosfera. Sulla Luna, invece, la velocità di fuga è troppo
piccola perché queste molecole possano essere trattenute e ciò spiega perché la Luna non ha atmosfera.
 |
|
http://spaceweather.ifsi.rm.cnr.it/800600/atmos.jpg |
Referenze
Leopardi L., Gariboldi M. (2008) Linea Scienze Volume A "La materia e l'energia", pag. 92, sezione "Dentro le scienze" (testo leggermente modificato).
Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)
