Conţinut
În lumea de zi cu zi, gravitația este forța care face ca obiectele să cadă în jos. În astronomie, gravitația este și forța care determină mișcarea planetelor pe orbitele aproape circulare în jurul stelelor. La prima vedere, nu este evident modul în care aceeași forță poate da naștere unor astfel de comportamente aparent diferite. Pentru a vedea de ce este vorba, este necesar să înțelegem cum o forță externă afectează un obiect în mișcare.
Forța gravitației
Gravitatea este o forță care acționează între oricare două obiecte. Dacă un obiect este semnificativ mai masiv decât celălalt, atunci gravitația va trage obiectul mai puțin masiv spre cel mai masiv. O planetă, de exemplu, va experimenta o forță care o trage spre o stea. În cazul ipotetic în care cele două obiecte sunt inițial staționate unul față de celălalt, planeta va începe să se deplaseze în direcția stelei. Cu alte cuvinte, aceasta va cădea spre stea, la fel cum ar sugera experiența cotidiană a gravitației.
Efectul mișcării perpendiculare
Cheia pentru înțelegerea mișcării orbitale este de a realiza că o planetă nu este niciodată staționată în raport cu steaua ei, ci se mișcă cu viteză mare. De exemplu, Pământul călătorește cu aproximativ 108.000 de kilometri pe oră (67.000 de mile pe oră) pe orbita sa în jurul soarelui. Direcția acestei mișcări este în esență perpendiculară pe direcția gravitației, care acționează de-a lungul unei linii de la planetă la soare. În timp ce gravitația trage planeta spre stea, viteza sa perpendiculară mare o poartă lateral în jurul stelei. Rezultatul este o orbită.
Forta centripeta
În fizică, orice fel de mișcare circulară poate fi descrisă în termeni de forță centripetă - o forță care acționează spre centru. În cazul unei orbite, această forță este asigurată de gravitație. Un exemplu mai familiar este un obiect învârtit pe capătul unei bucăți de coardă. În acest caz, forța centripetă provine din coarda însăși. Obiectul este tras spre centru, dar viteza perpendiculară îl menține în mișcare în cerc. În ceea ce privește fizica de bază, situația nu este diferită de cazul unei planete care orbitează pe o stea.
Orbite circulare și necirculare
Majoritatea planetelor se deplasează pe orbitele aproximativ circulare, ca urmare a modului în care se formează sistemele planetare. Caracteristica esențială a unei orbite circulare este aceea că direcția mișcării este întotdeauna perpendiculară pe linia care unește planeta cu steaua centrală. Totuși, acest lucru nu trebuie să fie cazul. Cometele, de exemplu, se deplasează adesea pe orbite non-circulare care sunt foarte alungite. Asemenea orbite pot fi încă explicate prin gravitație, deși teoria este mai complicată decât în cazul orbitelor circulare.