La Luna rimane in orbita perché la forza gravitazionale terrestre curva continuamente la sua traiettoria, mentre la velocità tangenziale le impedisce di precipitare sulla Terra.
Perché la Luna non cade sulla Terra?
Perché la Luna non cade sulla Terra?
Newton comprese che la Luna cade continuamente verso la Terra,
ma la sua velocità tangenziale le impedisce di precipitare sul nostro pianeta.
Ogni oggetto lasciato libero vicino alla superficie terrestre cade verso il basso
con un’accelerazione di circa 
.
Questa osservazione apparentemente semplice portò Newton
a una delle domande più profonde della storia della fisica:
se la Terra attira gli oggetti verso di sé,
perché la Luna non cade sulla Terra?
Newton e il sistema Terra-Luna
Perché la Luna non cade sulla Terra?
Newton comprese che la Luna cade continuamente verso la Terra,
ma la sua velocità tangenziale le impedisce di precipitare sul nostro pianeta.
Questa intuizione fu rivoluzionaria:
per la prima volta i fenomeni terrestri e quelli celesti
venivano spiegati attraverso un’unica legge fisica.
La Luna infatti non si muove in linea retta.
La sua traiettoria è continuamente curva attorno alla Terra,
e questo significa che deve esistere una forza diretta verso il centro terrestre:
una forza centripeta.
Newton ipotizzò allora che tale forza fosse proprio la gravitazione terrestre.
La Luna non sfugge alla gravità:
cade continuamente verso la Terra,
ma la sua elevata velocità tangenziale le impedisce di precipitare al suolo.
Il confronto tra la Luna e la gravità terrestre
Newton confrontò l’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre
con l’accelerazione centripeta necessaria a mantenere la Luna in orbita.
Egli scoprì che l’accelerazione della Luna è molto più piccola di quella terrestre
e trovò il seguente rapporto:
La Luna si trova infatti a una distanza dal centro della Terra pari a circa
sessanta volte il raggio terrestre.
Questo risultato suggeriva che la forza gravitazionale diminuisse
con il quadrato della distanza.
In altre parole:
se la distanza aumenta di 60 volte,
la forza gravitazionale diventa circa 
volte più piccola.
Da questa intuizione nacque la celebre legge dell’inverso del quadrato,
una delle leggi fondamentali della fisica classica.
La Luna è in caduta continua
La Luna non sfugge alla gravità terrestre.
Al contrario, essa cade continuamente verso la Terra.
Se però la Luna fosse ferma,
precipiterebbe direttamente sul nostro pianeta.
La sua elevata velocità tangenziale le permette invece di “mancare”
continuamente la superficie terrestre,
curvando la traiettoria attorno alla Terra.
L’orbita lunare nasce proprio da questo equilibrio:
la gravità tende ad attirare la Luna verso il centro terrestre,
mentre la velocità tangenziale la trascina continuamente in avanti.
Newton comprese così che la stessa forza che fa cadere una mela verso il suolo
governa anche il moto della Luna e dei pianeti.
Questa intuizione cambiò per sempre la fisica
e portò alla nascita della teoria della gravitazione universale.
Idea fondamentale:
La Luna non evita la gravità terrestre:
essa cade continuamente verso la Terra.
L’orbita nasce dall’equilibrio tra attrazione gravitazionale
e velocità tangenziale.
Per approfondire la teoria della gravitazione universale puoi consultare anche
la pagina ufficiale NASA dedicata alla Luna
.
La Luna non sfugge alla gravità terrestre:
sta cadendo da miliardi di anni.
Approfondimento Megistone:
Per uno studio completo della gravitazione universale,
delle orbite,
dei satelliti artificiali
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