ciao ragazzi,
domanda da principiante: la forza centrifuga esiste nello spazio in assenza di gravità?
se si, perchè gli astronauti sulla iss non la subiscono visto che la stazione in questione viaggia intorno alla terra ad una velocità molto alta?
La forza centrifuga non viene avvertita perchè la forza di gravità è di uguale intensità e direzione ma verso opposto. Le due forze quindi si sottraggono e la risultante è zero. È proprio per questo motivo che gli astronauti dentro la stazione fluttuano. In sostanza l’assenza di gravità (anche se è più corretto assenza di peso) deriva proprio dal fatto che c’è la forza centrifuga 
L’importante in fisica è mettersi d’accordo sul significato delle parole, soprattutto quando si discute di forze fittizie come la forza centrifuga!
Probabilmente tu, Pastrana, dici che gli astronauti non subiscono la forza centrifuga perché pensi al fatto che gli astronauti non si sentono schiacciati verso l’alto contro le pareti della stazione.
Ma questo non vuol dire che la forza centrifuga non esista. Infatti come dice dvd, tale forza la vedo eccome, se ho l’accortezza di analizzare la situazione strettamente all’interno del sistema di riferimeno non inerziale che rappresenta la stazione.
Mettila così: un astronauta “ignorante” (cioè che ignora di muoversi attorno al pianeta) guarda fuori dall’oblò e vede il suolo lontano sotto di sè. All’inizio si spaventa, perché, non vedendo niente che lo sostiene, pensa che si sta per sfracellare al suolo. Poi però si accorge che la sua quota rimane costante. Com’è possibile? Non avendo coscienza del proprio moto, l’astronauta conclude che evidentemente ci deve essere una seconda forza che “lo tiene su”. Ecco, questa seconda forza è appunto la forza centrifuga.
grazie delle risposte…
ma se l’assenza di gravità deriva proprio dal fatto che c’è la forza centrifuga, se la ISS fosse ferma anzichè ruotare intorno alla terra la forza centrifuga sarebbe uguale a zero, quindi non ci sarebbe nulla ad opporsi alla forza di gravità?
Esatto… precipiterebbe verso il centro di gravità della terra con moto uniformemente accelerato.
A corollario, sulla ISS che è a circa 300km di quota, la riduzione della forza gravitazionale rispetto al suolo, è circa del 9%.
Tra l’altro, questo è il motivo per il quale i veicoli orbitanti devono “rientrare” e non possono semplicemente scendere e atterrare come un velivolo.
In pratica, per abbassare l’orbita è necessario ridurre la velocità (deorbitazione) fino a che non si incontrano i primi stati dell’atmosfera che, vista la notevole velocità residua del veicolo (circa 20.000 Km/h) e il conseguente attrito con lo stesso si ionizzano ad alta temperatura.
Di quì la necessita di scudi termici e forme particolari dei veicoli.
interessante…
ma a che distanza la terra non esercita più la propria forza di attrazione?
Questo concetto è definito a livello ingegneristico, quindi non del tutto fisico, con la sfera di influenza dei pianeti. E’ la distanza dal pianeta per cui, considerando un sistema di due corpi (Sole-Terra, Luna-Terra) l’errore nel considerare un satellite orbitante attorno a uno o all’altro è lo stesso. Ovvero se la distanza è minore della sfera di influenza, si considera il satellite orbitante attorno al corpo interno a quella sfera. E’ però importante capire che non esiste una SOI della terra, ma della terra nel sistema terra-sole o della terra nel sistema terra-luna. Il valore di raggio dipende dalle masse e dalla distanza relativa tra i due corpi primari.
Ad esempio, nel sistema terra-sole, la terra ha una massa di Mt=5.974 10^24 kg, il sole Ms=1.989 10^30 e la distanza relativa R=149.6 10^6 km, che porta a SOI = R*(Mt/Ms)^2/5 = 925 10^6 km = 145 raggi terrestri. Questa formula si ricava risolvendo le accelerazioni relative del problema a tre corpi.
AJ mi ha anticipato in modo chiaro e lampante da… esperto! 
Io stavo rispondendo cosi, in modo forse semplicistico, spero non errato!
Posto citandomi, perché curioso di sapere se dico il giusto :
Si potrebbe dire che è più semplice trovare il punto in cui si passa dal dominio del campo gravitazionale terrestre a quello di un altro corpo, Luna o Sole.... In realtà per capire meglio il problema sarebbe meglio pensare in termini di relatività di Einstein. Le masse deformano lo spazio tempo. La spazio tempo deformato dalla massa solare è deformato anche dalla massa terrestre e lunare (in modo molto minore). Immaginiamo come esempio, tre bocce di peso molto diverso, su di un telo teso ai 4 lati. Ad esempio, il Sole ruota attorno ad un baricentro che non coincide con il suo centro fisico, in quanto le masse dei pianeti, Giove in particolare, fanno si che non esista un baricentro preciso ma venga costantemente modificato dalla posizione degli stessi.In pratica l’attrazione gravitazionale di un corpo, allontanandosi da esso, tende allo zero, ma credo di poter affermare che non potrà mai essere pari a zero. E se alle nostre misurazioni risulterà zero dipenderà dalla sensibilità dei nostri strumenti.
Per quest’ultima mia affermazione, fatta in base a ciò che ho letto sull’argomento e di cui potrei forse sbagliarmi, attendo le eventuali rettifiche da qualche esperto in fisica…
A che distanza? L’itensità diminuisce con il quadrato della distanza, ovviamente arriverai a misurare 0,un’infinità di zeri, ma 0 0 mai. In questo momento l’attrazione gravitazionale del quasar x mi stà attirando, ma è così infinitesimale da non essere percepita. Il discorso cambia se nell’universo ci fosssimo solo io ed il quasar, lui mi attirerebe ed io attirerei lui, ovviamente lo spostamento più apprezzabile sarebbe il mio…
ma allora anche sulla terra esiste una forza infinitesimale di attrazione tra due corpi…?
Si, tutto attrae tutto. Ovviamente a livelli cos’ bassi che un semplice soffio d’aria può ostacolare l’attrazione. Tieni presente che le prime misurazioni sul valora della forza di gravità, quello dela costante di gravitazione universale, sono stati fatti misurando l’attrazione di un recipiente pieno di sabbia nei confronti di una mela posta a breve distaza.
Parliamo d’infinitesimi che nel nostro mondo colmo d’attriti e dominato dalla potente gravità terrestre non hanno alcun potere. Però nello spazio è un altro discorso, vedi Gaspra ed il suo satellite Idra, il primo un asteroide ed il secondo una collinetta volante. E la gravità di Gaspra è bassa e nemmeno uniforme, visto la sua forma irregolare.
Ciao.
Questo non lo sapevo!
Conoscevo la bilancia a torsione di Cavendish.
provo a spiegarti questo fatto con un approccio energetico dell’orbita. (spero di riuscirci)
A un qualsiasi oggetto in moto o immerso in un campo di forza è associabile un’energia. Questo è valido anche per un satellite, ed in particolare questa è espressa come:
E=\frac{1}{2}v^2-\frac{k}{r}
il termine \frac{1}{2}v^2 è l’energia cinetica del corpo, ovvero l’energia associata alla velocità di movimento; Questa è tanto maggiore quanto maggiore è la sua massa e la sua velocità.
Esprimiamo ora la velocità come somma di due componenti v=v_r+v_t , dove v_r è la velocità nella direzione congiungente i due corpi e v_t è la velocità tangente alla traiettoria di moto (questo termine si espirme meglio come h/r).
sostituendo nella precedente equazione possiamo scrivere la velocità “radiale” vr come funzione della quantità di energia che forniamo al sistema e della distanza a cui ci troviamo dal corpo attrattore:
\frac{1}{2}v_r^2=E-(-\frac{k}{r}+\frac{1}{2}\frac{h^2}{r^2})
NB. h/r lo potete vedere come il contributo della forza centrifuga, mentre k/r lo potete vedere come il contributo della forza di gravità.
per poterci essere il moto questo termine deve essere maggiore di zero ( \frac{1}{2}v_r^2>0 )
per visualizzare meglio ciò che accade possiamo mettere in un grafico nel piano r-E l’energia totale fornita al sistema (E) e la parte vincolante per il moto voluto ( -\frac{k}{r}+\frac{1}{2}\frac{h^2}{r^2} ).
da questo grafico si nota che fornendo un valore di energia al mio satellite posso avere tre tipi di orbite:
queste sono le tre orbite su cui ci si può muovere nello spazio. ho segnato in grassetto tutte le distanze raggiungibili dal corpo in moto, essendo quelle che rispettanto il vincolo di \frac{1}{2}v_r^2>0 (ovvero quelle per cui E>(-\frac{k}{r}+\frac{1}{2}\frac{h^2}{r^2}) )
Ora finalmente posso rispondere alla domanda. Se la forza centrifuga non c’è, il contributo \frac{1}{2}\frac{h^2}{r^2} è nullo e quindi il tutto risulta:
da cui si nota che per qualsiasi valore di energia io fornisco al mio sistema la mia orbita passa da raggio nullo, ovvero precipito sulla terra.
spero di non essere entrato troppo nello specifico e di essere stato sufficientemente chiaro. In caso posso provare a dare ulteriori spiegazioni.
Grande Fabio ti informo che il forum ha il supporto latex, se in casi come questo ti dovesse servire. Ora sono sul cellulare e mi risulta difficile linkarti le istruzioni, ma di sicuro le trovi, sono nella board di avvisi tecnici. O usa la funzione ricerca.
Ciao da mike che ammazza il tempo al gate, col volo in ritardo.
ah scusa credevo non ci fosse visto che anche altri hanno scritto le formule cosi. appena ho un po di tempo le sistemo