dino ha scritto:
...se conosci le leggi di Keplero, conoscerai anche i limiti di validità che hanno...
...non vorrei mischiare troppi discorsi, ma credo di poter formulare una teoria più precisa di quella di Keplero...
...a molte domande non ho risposto perchè le ritengo troppo banali, ma se proprio insisti ti darò una risposta...
1) la massa della montagna rispetto alla terra è di certo molto più grande della pallina che si vede magicamente muovere nella bilancia torsionale...
2) secondo Cavendish ed il principio della sua bilancia se messi vicino si dovrebbero attrarre fino a toccarsi...
3) non pretendo di avere nessuna misura precisa... mi basta che come la bilancia torsionale il filo a piombo viene attirato fino a toccare la montagna... è sufficiente che compie 1/2cm e ti darò ragione... ma dubito molto che ciò possa accadere...!
4) e 5) ... c'è la risposta sopra...
6) si ho visto ed armeggiato con una bilancia torsionale... insisto sul fatto che siano truccate... per il semplice motivo che lo stesso principio non è più osservabile in un esperimento simile in tutto e per tutto...
il filo a piombo gira su se stesso se ha una spinta... una volta esaurita si ferma immobile e perpendicolare in direzione del centro di rotazione... se non fosse così non poteva diventare lo strumento preciso per eccellenza per edificare...
7) scelgo B)... e cioè la 'legge di gravitazione di Newton' non spiega il moto dei pianeti... sono stati osservati studiati e poi plasmati in un contesto di una teoria molto debole e falsificabile nel momento che non ha prove a suo suffragio...
8) solo il fatto che una legge fisica presenta dei limiti di validità, non si dovrebbe chiamare legge fisica...
9) 10) sono ripetitive...
x Ciaolo,
l'asse di rotazione della terra non è una linea retta ma bensì un segmento dove è facile individuare il centro circoscritto dalla linea dell'equatore...
la CENTRIFUGA esiste e puoi sperimentarne gli effetti alle giostre se ti fai un giretto sul Rotor... ciaodino
Prendo il caso di due corpi, uno con massa M molto maggiore dell'altro di massa m. Mi metto su un piano perchè essendo la forza centrale non mi sposterà dal piano formato dalla congiungente i due corpi e dalla velocità di m.
Siano le lettere in grassetto vettori. Sia allora R il vettore posizione di m, con origine in M: è R = Rr, dove r è il versore radiale e R la distanza tra i corpi. Introduco inoltre il versore angolare θ, che è il versore r ruotato in avanti di 90°. Si hanno le relazioni
r' = θ'θ
θ' = - θ'r
La semplicissima legge di gravitazione di Newton ci dice allora che deve essere
mR'' = - GMmr/R² (1),
dalla quale si può semplificare m.
Riscriviamo R'' usando le relazioni tra versori sopra:
R' = Rθ'θ + R'r
R'' = (2R'θ' + Rθ'')θ + (R'' - Rθ'²)r
Andando a sostituire nell'equazione (1) si ha
(2R'θ' + Rθ'')θ + (R'' - Rθ'²)r = - GMmr/R²,
ed essendo r e θ ortogonali questo si spezza nel sistema
2R'θ' + Rθ'' = 0 (2)
R'' - Rθ'² = - GM/R² (3)
La prima si risolve subito: divido per Rθ' (generalmente diverso da 0) e ho
2R'/R + θ''/θ' = 0
che si integra immediatamente in
2 log R + log θ' = costante
da cui
R²θ' = L = costante. (4)
Questa è esattamente la seconda legge di Keplero, perchè moltiplicando per m l'espressione, a sinistra ottengo il momento angolare, e a destra una costante. Quindi il momento angolare è costante e ciò è equivalente a dire che la velocità areolare è costante. (si poteva dedurre immediatamente dalla centralità della forza).
Veniamo alla seconda equazione. Introduciamo la funzione u di θ tale che u := 1/R. Allora, dobbiamo innanzitutto scrivere R'' in termini di u e sue derivate rispetto a θ. Abbiamo, dall'equazione (4), che θ' = Lu²; inoltre R' = (dR/dθ) θ'. Quindi
R' = -(1/u²) (du/dθ) θ' = - L(du/dθ)
R'' = - L² (d²u/dθ²) u².
Sostituendo nella (3) allora abbiamo
- L² (d²u/dθ²) u² - L² u³ = - GMu²
e semplificando
(d²u/dθ²) + u = GM/L².
Questa è una equazione differenziale lineare ordinaria di secondo grado, ed è presto risolta: una soluzione particolare è GM/L²; una soluzione dell'omogenea è ε cos(θ - δ), dove ε e δ sono costanti di integrazione determinate dalle condizioni al contorno. Allora la soluzione generale è
u = GM/L² + ε cos(θ - δ),
e ricordando che u := 1/R si ha
R = (L²/GM)/ [1 + (εL²/GM) cos(θ - δ)].
Questa è la generica equazione di una conica in coordinate polari, la cui forma è determinata dall'eccentricità (εL²/GM):
se è 0 si ha un cerchio
se è tra 0 e 1 una ellisse
se è 1 una parabola
se è maggiore di 1 una iperbole,
e un fuoco è sempre nell'origine, cioè in M. Questa è la prima legge di Keplero.
Basta plottarla con qualsiasi programma per vedere apparire una bella conica:
La terza legge: compito per casa
dino ha scritto:
8) solo il fatto che una legge fisica presenta dei limiti di validità, non si dovrebbe chiamare legge fisica...
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