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Lug 1

Il problema dei due corpi: da Newton a Keplero ***

Figura 2

Attraverso tanti calcoli analitici (di media difficoltà, anche se un po' noiosi) si possono ricavare le tre leggi di Keplero partendo dalla legge di gravitazione universale di Newton. Vi è un solo punto critico relativo alla derivazione della traiettoria del corpo orbitante: un'equazione differenziale che comporta il calcolo di un integrale non banale (per noi almeno). Solo in questo caso accettiamo di prendere un risultato per buono... Per dirla in altre parole, risolviamo un problema fondamentale di Meccanica Celeste: il problema dei due corpi.

Mag 15

Da Newton a Keplero. 3 ***

Figura 1

Affrontiamo in modo analitico la prima legge di Keplero. Ci accorgeremo che per arrivarci dobbiamo passare attraverso la seconda che acquista non solo un significato fisico ben preciso, ma che ci dimostra che il fatto che l’orbita giace su un piano poteva ricavarsi in modo immediato. C'è tanta matematica, quindi forza e coraggio... ma ne vale la pena!

Mag 6

Da Newton a Keplero. 2 ***

Figura 2

Dedichiamoci al problema più “difficile”, ossia a quello di ricavare il moto ellittico partendo dalla leggi di Newton. Ci accorgeremo che prima di arrivare alla fine, incontreremo già la seconda legge di Keplero, oltre che fare amicizia con un piano. In questa prima parte ci fermeremo proprio su questo piano. Procediamo con molta lentezza e chiarezza. Alla fine il moto orbitale avrà ben pochi segreti...

Mag 1

Da Newton a Keplero. 1 **

Figura 1

Iniziamo un discorso estremamente importante: partendo dalla legge di Newton vogliamo arrivare alle leggi di Keplero. Può sembrare strano, ma è un argomento trattato raramente, anche se è veramente fondamentale, riferendosi al moto di due corpi. In questo primo articolo ricordiamo le coordinate polari, descriviamo un’ellisse e introduciamo un nuovo tipo di equazione, in modo estremamente semplificato.

Ott 18

Keplero e Newton rivisitati da Feynman. 5 : la curva è proprio un'ellisse! **

Figura 26

Nella puntata precedente eravamo riusciti a costruire il diagramma delle velocità basandoci sui primi due principi della dinamica e sulle prime due leggi di Keplero. Non ci resta che utilizzare questo geniale diagramma per dimostrare che la curva della traiettoria è proprio un'ellisse. Chi ha seguito i vari articoli si sarà già accorto che il diagramma delle velocità assomiglia in tutto e per tutto al cerchio iniziale della prima puntata. Basterebbe applicare a lui il procedimento usato allora e salterebbe fuori l'ellisse.

Ott 10

Keplero e Newton rivisitati da Feynman. 4 : Il diagramma delle velocità **

Figura 19

Abbiamo costruito il diagramma delle velocità corrispondente a una traiettoria che segua la seconda legge di Keplero e in cui la forza di attrazione vada con l'inverso della distanza al quadrato. Tuttavia, non sappiamo ancora che traiettoria sia e, soprattutto, non abbiamo ancora dimostrato che il diagramma delle velocità sia proprio un poligono regolare. Iniziamo con quest'ultimo problema.

Ott 4

Keplero e Newton rivisitati da Feynman. 3 : La forza di gravità **

Figura 16

La volta scorsa eravamo rimasti "in panne" dato che, pur avendo ricavato la seconda legge di Keplero, ben poco si poteva dire sulla traiettoria di un pianeta attorno al Sole. Per fare questo passo in avanti è necessario conoscere come agisce la forza esercitata dal Sole, in funzione della distanza del pianeta. Ho aggiunto un asterisco solo perché bisogna capire molto bene la costruzione elementare di un nuovo diagramma...

Set 30

Keplero e Newton rivisitati da Feynman. 2 : La seconda legge di Keplero *

Figura 12

Non stupitevi dell'unico asterisco inserito nel titolo. L'articolo, in realtà, non va oltre e ciò che è necessario sapere per poterlo seguire senza problemi sono i primi due principi della dinamica di Newton e il calcolo dell'area di un triangolo qualsiasi. I concetti sono quelli usati da Feynman anche se ho cercato di renderli ancora più ... elementari, attraverso molte figure ed esempi.

Set 25

Keplero e Newton rivisitati da Feynman. 1 : La costruzione dell’ellisse *

feyA

Il quiz sulla costruzione dell’ellisse era solo un antipasto per una ghiotta e geniale lezione di Richard Feynman. Da Newton a Keplero senza equazioni differenziali e con una matematica e geometria alla portata di tutti coloro che vogliono usare la propria intelligenza e divertirsi, ammirando uno dei più grandi geni al lavoro.

Set 19

Costruiamo un'ellisse e imiteremo Newton ***

ellisse1

Ci sono molti modi per costruire graficamente un'ellisse, ma tra i tanti proviamo a trovarne uno che ci permetterà di imitare Newton senza alcuna equazione differenziale. Un quiz che è solo l'ingresso in un mondo straordinario. Chi conosce la storia è pregato di tacere e fare pensare tutti gli altri... grazie!

Dic 7

Gli elementi orbitali e le "anomalie" di Keplero ***

orbita5

In questo articolo, torniamo alle leggi di Keplero per definire ancora meglio le loro enormi potenzialità, specialmente se legate alla legge di Newton. Vi assicuro che sono argomenti tutt’altro che noiosi e -forse- non troppo conosciuti.

Ago 22

Ancora sulle leggi di Keplero? **

Figura 1

Con qualche difficoltà siamo riusciti a passare dalla legge di Newton alle leggi di Keplero. Ma abbiamo veramente analizzato a fondo le leggi di quest’ultimo? Da loro si ricavano velocità orbitale, si definiscono i parametri orbitali e si introducono nuove grandezze poco conosciute, ma di indubbia importanza culturale. Proprio una di queste ha sollevato la mia voglia di entrare nei dettagli.

Ago 3

Aristarco e la terza legge di Keplero **

Figura 1

In attesa di avere qualche risposta sul quiz servito come “aperitivo” (l’estate è ancora lunga), permettetemi di presentare una visione apparentemente fantascientifica delle possibili conseguenze delle geniali idee di Aristarco. Più ci si pensa, però, e più sembra quasi ovvio che Aristarco avrebbe potuto cambiare la storia della Scienza, se solo avesse avuto un certo tipo di appoggi "politici". Probabilmente, avrebbe potuto (e magari l’ha anche fatto) anticipare la terza legge di Keplero .

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