Perché la Luna non cade sulla Terra?

A questa domanda gli scienziati hanno risposto già da molto tempo. La risposta è semplice ma non è affatto banale. Infatti una legge fisica dice che due corpi qualsiasi si attraggono con una forza proporzionale alle loro masse, ma inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

La formula che riassume tutto questo è la seguente: \(F=G \frac{(m \times M)}{r^2}\)

Attrazione gravitazionale tra due masse M1 ed M2.

Di conseguenza anche fra la Terra e la Luna c’è una forza di attrazione. L’effetto di questa forza però è trascurabile per il nostro pianeta, che ha una massa circa 80 volte quella della Luna. Per la Luna invece questa forza è determinante: è la forza gravitazionale terrestre che non la fa scappare e la costringe a girare attorno alla Terra.

Dati scientifici (fonte enciclopedia libera wikipedia)

Massa Terra: 5,9742 × 10^24 kg
Diametro equatoriale Terra: 12 756,274 km
Massa Luna: 7,347 673 × 10^22 kg
Diametro equatoriale Luna: 3476,2 km

È la forza di gravità a tenere la Luna intorno alla Terra!

Nonostante sembrino paroloni complicati, questa forza d’attrazione gravitazionale non è altro che la forza che ci tiene con i piedi per terra. Infatti la Terra esercita su di noi una forza d’attrazione che ci impedisce di volare via e ci tiene appiccicati sulla superficie terrestre.

Piccola curiosità: questa forza, nota anche come forza di gravità, è importantissima per la nostra sopravvivenza infatti impedisce alle particelle d’aria di disperdersi nello spazio. La forza di gravità le trattiene tutte in prossimità della superficie terrestre e ci permette così di respirare. Ed è la stessa forza che fa cadere le cose: se per esempio lanciamo un pallone verso il canestro, questo si alzerà per aria e prima o poi cadrà per terra seguendo una traiettoria a parabola.

Un giocatore di basket lancia la palla verso il canestro. La palla segue un moto parabolico, dovuto alla forza di gravità che lo spinge verso il basso.

Anche la Luna risentendo della forza di gravità è in caduta libera verso la terra, come una palla. Allora perché non cade mai sulla Terra?

Il punto di caduta dipende dalla velocità iniziale dell’oggetto e dall’altezza da cui è lanciato. Il motivo per cui la Luna non cade sulla Terra è che la velocità iniziale della Luna e la sua altezza rispetto al suolo sono valori molto grandi quindi il punto in cui dovrebbe cadere è distante. Tanto distante da risultare ogni volta “oltre” la Terra stessa. Istante per istante quindi la Luna si ritrova sempre nella stessa situazione di caduta libera verso la Terra, ma non la raggiunge mai perché il punto in cui dovrebbe cadere si trova costantemente fuori dalla superficie terrestre.

Il punto di caduta della Luna si trova sempre oltre l’estensione del pianeta Terra.

Come si intuisce bene dal disegno dunque, percorso un tratto di caduta libera la Luna si ritrova nella stessa situazione di prima. È quindi un moto continuo che non si risolverà mai con uno schianto colossale della Luna sulla Terra. Si dice, in termini tecnici, che Terra e Luna si trovano in equilibrio.

È una fortuna che funzioni in questo modo, così siamo sicuri che la nostra amica Luna col suo faccione pallido continuerà a scrutarci da lassù, continuerà ad ispirare il canto dei poeti e l’ululato dei lupi fino a quando ci sarà il mondo.

Update: In realtà la Terra e la Luna non sono in perfetto equilibrio. Come conseguenza del moto relativo e dell’attrazione gravitazionale, la Luna si allontana dalla Terra di 3,8 centimetri all’anno. Questo fenomeno è detto “recessione dalla Terra”.

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