Che cos’è la gravità e dov’è la più forte negli Stati Uniti?
Gennaio 2003
Delle quattro forze fondamentali – gravità, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole – la gravità è quella con cui la gente ha più familiarità. A Isaac Newton viene attribuita la “scoperta della gravità”. Quello che ha fatto in realtà è stato darci un’interpretazione analitica della gravità, cioè descrivere le quantità che determinano la forza gravitazionale su un oggetto.
Secondo Newton, qualsiasi due oggetti hanno una forza attrattiva che cerca di tirarli insieme. La grandezza di questa forza dipende dalla massa di ogni oggetto e dalla distanza tra i centri dei due oggetti. Matematicamente, diciamo che la forza di gravità dipende direttamente dalle masse degli oggetti e inversamente dalla distanza tra gli oggetti al quadrato. La G nella relazione è una costante che si chiama costante gravitazionale universale.
Per gli oggetti quotidiani come le persone, le automobili, le palle e gli aerei, la forza di gravità tra due di questi oggetti è così piccola da essere insignificante. Tuttavia, quando uno degli oggetti è molto massiccio, come la Terra, allora la forza di gravità diventa significativa. Il tuo peso è in realtà solo la forza di gravità tra la massa del tuo corpo e la massa della Terra. Sentiamo la Terra tirare su di noi con una forza che chiamiamo gravità.
La ‘forza di gravità’ è spesso espressa in termini di accelerazione che la forza gravitazionale darà ad un oggetto quando l’oggetto viene lasciato cadere. Questa accelerazione di gravità è scritta come una piccola g ed è usata per descrivere la forza di gravità in luoghi diversi sulla Terra così come su altri pianeti.
In generale, più vicini sono i centri di due oggetti, maggiore diventa la forza di gravità. Pertanto, ci si aspetterebbe che la gravità negli Stati Uniti sia più forte ovunque ci si trovi più vicini al centro della Terra. Il punto più basso degli Stati Uniti è la Death Valley, quindi ci si aspetterebbe che la gravità sia più forte lì (dove si è più vicini al centro della Terra). Tuttavia, la Terra non è materiale uniforme in tutto il suo interno e la gravità dipende esattamente da quanta massa si trova tra voi e il centro della Terra.
Quindi, mentre ci si muove negli Stati Uniti, l’accelerazione dovuta alla gravità (g) varia da circa 9,79 a 9,81 metri al secondo quadrato. La media della Terra è di 9,80 m/s2 (32 ft/s2) che è generalmente riportata come l’accelerazione di gravità sulla Terra. Ciò significa che un oggetto caduto accelererà di 32 piedi/s ogni secondo che cade, assumendo che non ci sia resistenza dell’aria. Per confronto, l’accelerazione di gravità sulla Luna è solo 1,63 m/s2 a causa della sua composizione e delle sue dimensioni più piccole.
La spiegazione di Newton della gravità è adeguata per la vita quotidiana. Tuttavia, per comprendere i dettagli più elaborati della gravità si deve includere la teoria gravitazionale di Einstein, che è matematicamente complessa.