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Perchè la Terra accelera?

Domanda

Ho letto che la Terra, nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, cambia continuamente velocità. Perchè si verifica questo fenomeno e come si realizza? Grazie per l'attenzione e cordiali saluti.

Risposta

La velocità orbitale della Terra varia perchè l'orbita terrestre è
un'ellisse.

Percorrendo un'ellisse, infatti, la Terra si trova via via a distanze
differenti dal Sole (perielio e afelio non esisterebbero in un'orbita
circolare) e quindi accelera (vicino al Sole) e rallenta (lontano dal
Sole) per il principio di conservazione del momento angolare.

Tale principio illustra il fatto che se un corpo ruota liberamente attorno
ad un asse, il momento angolare (ovvero il prodotto fra la sua massa e il
quadrato della distanza dal centro di rotazione), resta sempre uguale. Per
intenderci, questo principio fisico interviene nelle piroette delle
ballerine sul ghiaccio che accelerano la propria rotazione richiamando al
corpo le braccia.

Nel caso della Terra, poichè la massa è costante e la distanza dal Sole
cambia, l'unico modo per mantenere costante il momento angolare è che
cambi la velocità di rivoluzione (come capita alle ballerine...). E così
avviene tanto per la Terra quanto per la luna o per qualsiasi pianeta o
satellite artificiale.

Questo fenomeno fu per la prima volta riconosciuto e descritto da Keplero
che lo codificò nella sua seconda legge del moto dei pianeti che recita:
"la velocità areolare dei pianeti è costante". La velocità areolare è
l'area coperta nell'unità di tempo dal segmento Sole-pianeta mentre questo
procede lungo l'orbita. Poichè tale segmento è corto al perielio e lungo
all'afelio, per coprire la stessa area dovrà variare la propria velocità.
Messa in cifre, tale seconda legge restituisce proprio il fondamentale
principio di conservazione del momento angolare.

Ricordiamo le altre due leggi di Keplero: 1) i pianeti si muovono su
orbite ellittiche di cui il Sole occupa uno dei fuochi; 3) il rapporto fra
il quadrato del periodo di rivoluzione e il cubo del semiasse maggiore è
costante in tutti i pianeti.

cel*** - 18 anni e 6 mesi fa
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