IL MOTO DEI PIANETI

SVOLTO DA:MARTINA VIGNOLA

SOLA SIMONA

IL MOTO DELLE STELLE E DEI PIANETI

In antichità il Sole,la Luna e le Stelle sono stati considerati vere e proprie divinità in grado di influire e condizionare gli eventi sulla Terra.Iprimi a fare osservazioni riguardo ai corpi celesti sono stati:Assiri,Babilonesi,Egizi,Aztechi e Maya,ma i primi a compiere un passo fondamentale per lo sviluppo di un pensiero scientifico furono i Greci.

Iniziamo il nostro studio ricostruendo la nascita dei primi modelli COSMOLOGICI:il MODELLO GEOCENTRICO e il MODELLO ELIOCENTRICO

• Il MODELLO GEOCENTRICO:la Terra al centro dell'universo

• Il MODELLO ELIOCENTRICO:il Sole al centro dell'universo

IL PROBLEMA DI PLATONE

Platone si pone l' obiettivo di spiegare il moto dei corpi celesti.I punti del Problema di Platone sono:

• l'universo è sferico,perchè la sfera è la forma perfetta per eccellenza;

• i moti di tutti i corpi celesti sono circolari e uniformi

• il moto dei pianeti deve derivare da una combinazione di moti circolari uniformi;

• la Terra è una piccola sfera posta nel centro geometrico dell'universo,che a sua volta è una sfera molto più grande.Sulla sfera esterna ruotano le stelle,si tratta quindi di un modello a due sfere

IL MODELLO DI EUDOSSO

Il primo modello geocentrico fu proposto da Eudosso.In esso la terra occupa il centro e i pianeti,il sole e le stelle le ruotano intorno con moti circolari uniformi.Ogni pianeta è posto su una sfera interna a un gruppo di sfere concentriche.Tutte le sfere del gruppo sono collegate tra loro e ruotano su assi diversi.

L’UNIVERSO ARISTOTELICO

Per Aristotele l'universo era costituito da 55 sfere cristalline concentriche con la Terra,costituite da etere,la sostanza dei corpi celesti incorruttibile ed eterna.La differenza fra il modello dell'universo proposto da Aristotele e gli altri modelli sta nel fatto che Aristotele,aveva formulato spiegazioni convincenti della sfericità,dellastabilità e della quiete della Terra al centro dell'universo.

IL MODELLO TOLEMAICO

Altri 2 astronomi e matematici greci,Apollonio e Ipparco,svilupparonoun nuovo modello astronomico fondato sull' EPICICLO,un piccolo cerchio che ruota con velocità uniforme intorno a un punto ruotante a sua volta su un secondo cerchio,detto DEFERENTE. L'astronomo Tolomeo e i suoi successori perfezionarono il modello. L'Almagesto,l'opera fondamentale di Tolomeo,rappresentò il primo trattato completo sul moto dei corpi celesti.

I MODELLI ELIOCENTRICI

Fin dal V secolo a.C. furono proposti da vari filosofi greci modelli di universo diversi da quello geocentrico.Aristarco di Samo,propose il primo modello completamente eliocentrico:IL SOLE SI TROVA AL CENTRO DI UN UNIVERSO SFERICO E LA TERRA RUOTA INTORNO A ESSO.

IL MODELLO COPERNICANO

Nel XVI secolo Copernico riprese il modello eliocentrico e lo sviluppò in un sistema completo e alternativo a quello Tolemaico. Nel sistema copernicano la Terra,insieme agli altri pianeti,ruota intorno al Sole,chesi trova al centro dell'universo.Nel modello copernicano la Terra segue 2 movimenti principali:

• il moto di rotazione intorno a un asse passante per i poli

• Il moto di rivoluzione intorno al Sole

TYCHO BRAHE

Tycho Brahe fu il più grande astronomo del 500. A lui si devono progressi fondamentali nelle tecniche di osservazione astronomica.Suisuoi dati lavorò infatti il suo successore Giovanni Keplero,risolvendo il problema delle orbite dei pianeti.Tycho Brahe scoprì la prima stella nuova detta SUPERNOVA:una nuova stella molto brillante la cui luminosità diminuì progressivamente fino a scomparire del tutto.

KEPLERO E IL PROBLEMA DELL’ORBITE DEI PIANETI

Giovanni Keplero si concentrò in particolare sulle osservazioni di TychoBrahe relative a Marte.La difficoltà del problema era che si doveva tenere conto contemporaneamente dell'orbita terrestre e dell'orbita di Marte.Confrontò le distanze di Marte dal Sole ottenute in base alle osservazioni e dedusse che l'orbita descritta da Marte non poteva essere una circonferenza,ma doveva essere una curva ovale;riuscì a concludere che la curva era un'ellisse e che il Sole era posto in un dei due fuochi.

LA PRIMA LEGGE DI KEPLERO

Le orbite dei pianeti sono ellissi di cui il Sole occupa uno dei due fuochi.

LA SECONDA LEGGE DI KEPLERO

Le velocità orbitali dei pianeti non sono costanti,ma seguono una legge per cui in tempi uguali sono uguali le aree spazzate dal raggio vettore che congiunge il Sole con il pianeta.

LE NUOVE SCOPERTE ASTRONOMICHE DI GALILEO

Galileo con l'uso di un telescopio,da lui costruito,fece delle osservazioni astronomiche scoprendo che:

• la Via Lattea è costituita da un numero enorme di Stelle;

• la superficie della Luna è coperta da crateri e montagne come la Terra;

• il Sole presenta macchie scure che si spostano sulla sua superficie

• scoprì anche i satelliti di Giove e le fasi di Venere

IL PROBLEMA DI NEWTON DEL MOTO DEI PIANETI

Il problema del moto dei pianeti è:

• I pianeti si muovono di moto inerziale;

• Se il pianeta segue un'orbita circolare,allora deve esistere una forza di tipo "centrale";

• I corpi celesti possiedono un'attrazione o forza gravitazionale verso i propri centri;

• Dalla terza legge di Keplero si può ricavare una legge che lega la forza di attrazione gravitazionale alle masse del Sole e del pianeta e alla distanza dei loro centri.

LA FORZA DI ATTRAZIONE TRA IL SOLE E I PIANETI

La forza di attrazione tra il pianeta e il Sole è direttamente proporzionale alla massa del pianeta e inversamente proporzionale al quadrato della sua distanza dal Sole.

LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

La forza di attrazione gravitazionale tra due masse è direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra i loro centri:

ACCELERAZIONE DI GRAVITA’

L’accelerazione di gravità terrestre in un punto:

• Non è costante,ma diminuisce all’aumentare della distanza del punto dal centro della Terra;

• Dipende dalla massa del pianeta su cui è calcolata e ciò spiega la diversa accelerazione di gravità sulla superficie lunare;

• Non dipende dalla massa del corpo

IL MOTO DEI SATELLITI

La velocità orbitale di rotazione di un satellite non dipende dalla sua massa,ma dalla massa della Terra,e dalla sua altezza rispetto alla superficie terrestre

IL CAMPO GRAVITAZIONALE

IL VETTORE DEL CAMPO GRAVITAZIONALE