Tutte le risposte

0310. Quali sono le possibili orbite di un pianeta?

espertomini

Vorrei sapere alcune cose inerenti alle possibili orbite di un pianeta. La Terra gira intorno al Sole con una determinata velocità e con una forma dell’orbita ellittica. Non sappiamo con certezza come si sia formato il sistema solare, ma in ogni caso non è questo che mi interessa, immaginiamo quindi che la Terra, miliardi di anni fa fosse un pianeta, che vagava nello spazio e poi sia stata catturata dal Sole. Per non essere catturata a quale distanza avrebbe dovuto transitare? Oppure pur transitando alla stessa distanza, se avesse avuto una velocità maggiore non sarebbe stata catturata? E quali avrebbero dovuto essere le condizioni affinché la sua orbita non diventasse un’ellisse, ma circolare? E quali condizioni di velocità e distanza dal Sole dovevano realizzarsi affinché, invece di circolare in orbita, la Terra si scontrasse con il Sole ? (Antonella Capuano)(2186)


 Nota redazionale SxT

Questo argomento è stato già trattato in due precedenti risposte fornite ai web-nauti Luca icona_esperto e Francesco icona_esperto .Qui riportiamo la risposta elaborata da un altro dei nostri esperti . mentre suggeriamo anche di leggere quelle fornita ad una domanda simile pubblicata in questo stesso mese.  

sem_esperto_gialloNel rispondere alle domande della nostra web-nauta sui moti orbitali cercherò innanzitutto di presentare in maniera ordinata alcuni concetti. I dubbi sul ruolo della forza di gravità e del momento angolare sui moti dei pianeti intorno al Sole nascono proprio da questa confusione. Il moto di un pianeta di massa m è influenzato esclusivamente dalle forze che agiscono su di esso, determinando le variazioni di impulso p=mv, e quindi di energia cinetica Ec=p2/2m. Se le forze sono conservative, cioè non dipendono dalla velocità e dal tempo, e questo è appunto il caso delle forze gravitazionali, si può definire una grandezza costante durante il moto, che è l'energia totale E = Ec + Ep ( energia cinetica icona_glossario + energia potenziale icona_glossario ). Praticamente un pianeta che si allontana dal Sole viene rallentato (diminuisce Ec e aumenta Ep), e viceversa quando si avvicina, quindi la velocità orbitale non è costante. Il momento angolare non è una forza, quindi non contrasta né bilancia la forza di gravità; il momento angolare deriva sostanzialmente da un modo di descrivere le componenti dell'impulso in un sistema di coordinate polari. Questo sistema di coordinate generalizzate è il più adatto per trattare una situazione in cui, come nel caso di forze gravitazionali, esistono solo forze dirette lungo i raggi da un punto origine centrale. In assenza di forze tangenziali si ha una componente generalizzata dell' impulso (appunto il momento angolare) che è conservata. Si tratta sostanzialmente della seconda legge di Keplero icona_biografia "nel moto orbitale i pianeti sottendono aree uguali in tempi uguali". L' orbita di un pianeta è quindi determinata a partire dalla sua posizione e velocità in un punto qualsiasi della sua orbita, perché in tal modo sono determinate l'energia totale e il momento angolare, che sono costanti durante il moto orbitale; la forma dell' orbita quindi è costante, e se è un'orbita chiusa si ripete identica. Un pianeta quindi non può venire catturato mentre orbita da solo intorno a una stella, perchè è da sempre prigioniero nella sua orbita; può accadere però che questa sia perturbata dall' incontro ravvicinato con un altro pianeta, e in questo caso entrambe le orbite iniziali dei pianeti cambiano. Nel caso di piccoli corpi celesti, quali asteroidi o comete questo cambiamento di orbita può apparire come una cattura da parte di un pianeta se la nuova orbita lo mantiene nei pressi del pianeta maggiore in modo da essere per sempre soggetto al suo campo gravitazionale. Ovviamente se si considera l'interazione gravitazionale complessiva dei tre corpi (stella e due pianeti) l'energia e momento angolare totale restano conservate, ma possono ripartirsi in modo variabile, e mutevole, fra i tre corpi. Il corpo celeste catturato, che di solito è il più piccolo dei tre, ha subìto durante l' incontro con il pianeta l'effetto maggiore di forze variabili nel tempo, e quindi non conservative, per cui la sua energia totale e momento angolare cambiano in misura più evidente rispetto ai due corpi maggiori, che appaiono poco perturbati. Tra corpi celesti che orbitino a distanza ravvicinata possono inoltre verificarsi dei veri e propri fenomeni dissipativi, in cui gli effetti di marea e l' attrito che ne consegue sottraggono energia meccanica al sistema, determinando in tempi  lunghi una stabilizzazione delle orbite e una singronizzazione tra il periodo di rotazione del pianeta e quello di rivoluzione del satellite.

Piero Patteri – Fisico

Nota redazionale SxT

Ai nostri web-nauti, interessati a questa problematica, suggeriamo di leggere anche la risposta fornita da un altro dei nostri esperti ad una domanda simile. icona_esperto[311]


 

 
Utilizza il filtro dei tags anche digitando le lettere della parola che stai cercando

© 2002 - 2018 ScienzaPerTutti - Grafica Francesca Cuicchio Ufficio Comunicazione INFN - powered by mspweb

NOTA! Questo sito utilizza i cookie e tecnologie simili.

Se non si modificano le impostazioni del browser, l'utente accetta. Per saperne di piu'

Approvo

Informativa sulla Privacy e Cookie Policy

Ultima modifica: 28 maggio 2018

IL TITOLARE

L’INFN si articola sul territorio italiano in 20 Sezioni, che hanno sede in dipartimenti universitari e realizzano il collegamento diretto tra l'Istituto e le Università, 4 Laboratori Nazionali, con sede a Catania, Frascati, Legnaro e Gran Sasso, che ospitano grandi apparecchiature e infrastrutture messe a disposizione della comunità scientifica nazionale e internazionale e 3 Centri Nazionali dedicati, rispettivamente, alla ricerca di tecnologie digitali innovative (CNAF), all’alta formazione internazionale (GSSI) ed agli studi nel campo della fisica teorica (GGI). Il personale dell'Infn conta circa 1800 dipendenti propri e quasi 2000 dipendenti universitari coinvolti nelle attività dell'Istituto e 1300 giovani tra laureandi, borsisti e dottorandi.

L’INFN con sede legale in Frascati, Roma, via E. Fermi n. 40, Roma, email: presidenza@presid.infn.it, PEC: amm.ne.centrale@pec.infn.it in qualità di titolare tratterà i dati personali eventualmente conferiti da coloro che interagiscono con i servizi web INFN

IL RESPONSABILE DELLA PROTEZIONE DEI DATI PERSONALI NELL’INFN

Ai sensi degli artt. 37 e ss. del Regolamento UE 2016/679 relativo alla protezione delle persone fisiche con riguardo al trattamento dei dati, l’INFN con deliberazione del Consiglio Direttivo n. 14734 del 27 aprile 2018 ha designato il Responsabile per la Protezione dei Dati (RPD o DPO).

Il DPO è contattabile presso il seguente indirizzo e.mail: dpo@infn.it

Riferimenti del Garante per la protezione dei dati personali: www.garanteprivacy.it

Il TRATTAMENTO DEI DATI VIA WEB

L'informativa è resa solo per i siti dell'INFN e non anche per altri siti web eventualmente raggiunti dall'utente tramite link.

Alcune pagine possono richiedere dati personali: si informa che il loro mancato conferimento può comportare l’impossibilità di raggiungere le finalità cui il trattamento è connesso

Ai sensi dell'art. 13 del Regolamento UE 2016/679, si informano coloro che interagiscono con i servizi web dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, accessibili per via telematica sul dominio infn.it, che il trattamento dei dati personali effettuato dall'INFN tramite web attiene esclusivamente ai dati personali acquisiti dall'Istituto in relazione al raggiungimento dei propri fini istituzionali o comunque connessi all’esercizio dei compiti di interesse pubblico e all’esercizio di pubblici poteri cui è chiamato, incluse le finalità ricerca scientifica ed analisi per scopi statistici.

In conformità a quanto stabilito nelle Norme per il trattamento dei dati personali dell’INFN e nel Disciplinare per l’uso delle risorse informatiche nell’INFN, i dati personali sono trattati in modo lecito, corretto, pertinente, limitato a quanto necessario al raggiungimento delle finalità del trattamento, per il solo tempo necessario a conseguire gli scopi per cui sono stati raccolti e comunque in conformità ai principi indicati nell’art. 5 del Regolamento UE 2016/679.

Specifiche misure di sicurezza sono osservate per prevenire la perdita dei dati, usi illeciti o non corretti ed accessi non autorizzati.

L’INFN tratta dati di navigazione perché i sistemi informatici e le procedure software preposte al funzionamento di questo sito web acquisiscono, nel corso del loro normale esercizio, alcuni dati la cui trasmissione è prevista dai protocolli di comunicazione impiegati. Questi dati - che per loro natura potrebbero consentire l'identificazione degli utenti - vengono utilizzati al solo fine di ricavare informazioni statistiche anonime sull'uso del sito e per controllarne il corretto funzionamento. Gli stessi potrebbero essere utilizzati per l'accertamento di responsabilità in caso di compimento di reati informatici o di atti di danneggiamento del sito; salva questa eventualità, non sono conservati oltre il tempo necessario all'esecuzione delle verifiche volte a garantire la sicurezza del sistema.

UTILIZZO DI COOKIE

Questo sito utilizza esclusivamente cookie “tecnici” (o di sessione) e non utilizza nessun sistema per il tracciamento degli utenti.

L'uso di cookie di sessione è strettamente limitato alla trasmissione di identificativi di sessione (costituiti da numeri casuali generati dal server) necessari per consentire l'esplorazione sicura ed efficiente del sito. Il loro uso evita il ricorso ad altre tecniche potenzialmente pregiudizievoli per la riservatezza della navigazione e non prevede l'acquisizione di dati personali dell'utente.

DIRITTI DEGLI INTERESSATI

Gli interessati hanno il diritto di chiedere al titolare del trattamento l'accesso ai dati personali e la rettifica o la cancellazione degli stessi o la limitazione del trattamento che li riguarda o di opporsi al trattamento secondo quanto previsto dagli art. 15 e ss. del Regolamento UE 2016/679. L'apposita istanza è presentata contattando il Responsabile della protezione dei dati presso l’indirizzo email: dpo@infn.it.

Agli interessati, ricorrendone i presupposti, è riconosciuto altresì il diritto di proporre reclamo al Garante quale autorità di controllo.

Il presente documento, pubblicato all'indirizzo: http://www.infn.it/privacy costituisce la privacy policy di questo sito, che sarà soggetta ad aggiornamenti.