Gravita` e forza centrifuga

From: Marco Coletti <marco.coletti_at_ZZZeurofin.it>
Date: 1998/09/18

On 17 Sep 1998 16:47:14 +0200, gewurz_at_mat.uniroma1.it ("Daniele A.
Gewurz") wrote:

>In un racconto di fantascienza che ho letto, piuttosto surreale e un po'
>ingenuo, si assumeva che, in un modo non meglio chiarito, uno scienziato
>riuscisse ad accelerare progressivamente la velocita` di rotazione della
>Terra. Questo provocava, in misura tanto maggiore quanto piu` si era
>vicini all'equatore, una diminuzione della spinta verso il basso.
> Con l'aumentare della velocita` di rotazione, le persone avevano
>difficolta` a rimanere attaccate al terreno e, successivamente,
>cominciavano a volar via "cadendo" verso l'alto.
> E fin qui mi sta bene.

Non va bene del tutto.

Prescindiamo un attimo dall'atmosfera.
La terra aumenta la sua velocita' angolare con accelerazione costante.
Le persone rimangono appoggiate al suolo finche' la forza centrifuga
arriva a bilanciare la forza gravitazionale; dopodiche', non appena le
persone tendono a staccarsi dal suolo, ecco che viene meno la spinta
tangenziale imposta dal suolo stesso e le persone cominciano a
orbitare (letteralmente) su un orbita circolare di raggio pari al
raggio terrestre. E su quell'orbita rimangono, girando a velocita'
costante mentre vedono il suolo che li supera a velocita' via via
sempre maggiore.


> La mia perplessita` riguarda il fatto che via via anche l'atmosfera
>venisse espulsa, ma piu` ancora il fatto che anche la Luna si
>allontanasse progressivamente... Ha un qualche senso e sono io che non lo
>vedo, o e` piu` probabile che l'autore avesse le idee poco chiare?

Secondo me, col tempo l'atmosfera tende ad assumere velocita'
tangenziali sempre maggiori, per effetto del trascinamento
(viscosita') degli strati inferiori (a loro volta trascinati dal
suolo), e quindi e' logico aspettarsi che a un certo punto ciascuno
strato raggiunga la velocita' orbitale relativa alla sua distanza dal
centro della Terra; a questo punto pero' esso tende a non "appoggiare"
piu' sugli strati inferiori e quindi viene meno il trascinamento
tangenziale; sembrerebbe di arrivare quindi a una situazione
stazionaria dove l'intera atmosfera e' in orbita attorno alla Terra
(ciascuno strato secondo la propria velocita' orbitale), ma, siccome
la velocita' orbitale (tangenziale) va in proporzione all'inverso
della radice quadrata del raggio, gli strati esterni andrebbero piu'
lenti degli strati interni e, tenendo conto del fatto che esisterebbe
ancora una pressione dell'aria che darebbe luogo a trascinamento, essi
riceverebbero energia dagli strati piu' interni, con conseguente
innalzamento dell'orbita/incremento del raggio globale/diminuzione
della pressione; questo processo quindi sembra non avere un limite
stazionario (se non l'infinito) e pertanto pare corretta la previsione
dell'autore del racconto.

Per quanto riguarda la Luna invece, non vedo come potrebbe essere
influenzata significativamente dall'accelerazione angolare della
Terra, tranne per il fatto che l'atmosfera terrestre la potrebbe
raggiungere (nel corso del processo di cui sopra) e quindi
comincerebbe a cederle energia cinetica, causando l'incremento del
raggio dell'orbita lunare; sarebbe comunque un fenomeno
incredibilmente lento e dipendente dal verso di rivoluzione della Luna
sul piano della sua orbita; dato che mi pare che tale verso sia
contrario al verso di rotazione della Terra, sarebbe invece piu'
plausibile che la Luna perdesse energia, in conseguenza del
trascinamento dell'atmosfera terrestre, e si avvicinasse quindi alla
Terra fino a grattar via allegramente i cinque continenti :-)


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Marco Coletti
Network Administrator, Webmaster, Computer Consultant

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Received on Fri Sep 18 1998 - 00:00:00 CEST

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