Come mai non percepiamo la velocità di rotazione della Terra?

velocità di rotazione della Terra, forza gravitazionale

La velocità di  rotazione della Terra  è di 1.600 km/h, ma non ci accorgiamo di questa velocità perché siamo in equilibrio tra l’inerzia e la forza gravitazionale. In questo articolo, scopriremo come la rotazione della Terra modifica il nostro peso, la nostra atmosfera e il nostro tempo.

La Terra sta ruotando a circa 1.600 chilometri all’ora

La Terra sta ruotando a circa 1.600 chilometri all’ora, ma questo è il valore medio della velocità lineare alla superficie terrestre. La velocità lineare dipende dalla distanza dal centro di rotazione, quindi è maggiore all’equatore e minore ai poli. Inoltre, la Terra non è perfettamente sferica, ma leggermente appiattita ai poli, il che significa che il raggio equatoriale è maggiore di quello polare. Questo fa sì che la forza centrifuga sia più forte all’equatore e più debole ai poli.

Quando sali su una giostra e gira, ti sembra di essere spinto verso l’esterno. Questa è la (non reale) forza centrifuga, che è proporzionale alla velocità lineare e alla distanza dal centro di rotazione. La forza centrifuga è opposta alla forza centripeta, che è la forza reale che mantiene gli oggetti in orbita. La forza centripeta sulla Terra è dovuta alla gravità, che è anche variabile in base alla latitudine e all’altitudine. La gravità è più forte ai poli e più debole all’equatore, a causa della forma della Terra e della forza centrifuga.

Quindi perché tu, sulla Terra, non ti senti come se stessi viaggiando a queste incredibili velocità? Perché sei in equilibrio dinamico con la Terra, cioè la tua velocità angolare è la stessa della Terra e la tua velocità lineare è costante. Inoltre, la forza centrifuga è molto piccola rispetto alla gravità, quindi il suo effetto è trascurabile. Infine, non hai un punto di riferimento fisso per percepire il tuo movimento, a meno che non guardi le stelle o il Sole.

L’inerzia e la forza gravitazionale

Non c’è una forza esterna che ti spinge fuori dall’attrezzatura da gioco – quello che stai effettivamente sentendo è il risultato della tua stessa inerzia, o la tendenza degli oggetti in movimento a rimanere in movimento in linea retta alla stessa velocità a meno che un’altra forza non agisca su di essi. Questo significa che se la Terra dovesse fermarsi di colpo, tu continueresti a muoverti alla stessa velocità di prima, ma in direzione tangente alla superficie terrestre.

Questo sarebbe molto pericoloso, perché ti troveresti a volare nello spazio a una velocità enorme, senza nulla che ti fermi. Per fortuna, c’è una forza che agisce su di te e ti tiene legato alla Terra: la forza gravitazionale. Questa forza è sempre diretta verso il centro della Terra e dipende dalla massa dei corpi coinvolti. La forza gravitazionale è quella che ti fa cadere quando salti, o che fa orbitare la Luna attorno alla Terra. La forza gravitazionale è anche quella che bilancia la forza centrifuga e ti permette di stare in equilibrio sulla superficie terrestre, senza sentire la velocità di rotazione della Terra.

La Terra si gonfia all’equatore

Potresti dedurre da ciò che devi provare la stessa sensazione di essere spinto verso l’esterno mentre la Terra ruota, e avresti ragione. Infatti, il pianeta si gonfia all’equatore a causa di ciò, e di conseguenza pesi di meno all’equatore perché sei più lontano dalla massa principale della Terra. Questo effetto è chiamato forza centrifuga, ed è una forza apparente che si manifesta quando un oggetto si muove su una traiettoria curva.

La forza centrifuga è proporzionale alla velocità angolare e al raggio della traiettoria, quindi è maggiore all’equatore, dove la Terra ruota più velocemente e ha un raggio maggiore;  agisce anche in direzione opposta alla forza di gravità, che è la forza attrattiva tra due masse. La forza di gravità dipende dalla massa e dalla distanza tra le masse, quindi è minore all’equatore, dove la distanza dal centro della Terra è maggiore. La combinazione di queste due forze fa sì che il peso di un oggetto all’equatore sia circa lo 0,3% inferiore rispetto ai poli.

L’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre

“L’accelerazione di gravità è di circa 9,8 m/s^2 sulla superficie terrestre, e la riduzione di ciò dovuta alla rotazione della Terra all’equatore, dove le cose si muovono più velocemente, è di circa 0,03 m/s^2”, ha spiegato Greg Gbur, professore di fisica e scienze ottiche presso l’Università della Carolina del Nord a Charlotte, a Live Science, “che è misurabile ma davvero piccolo rispetto a quello che sentiamo dalla gravità stessa, quindi non lo notiamo.”

Il moto relativo è l’unico moto di cui devi preoccuparti

Il moto relativo è l’unico moto di cui devi preoccuparti (grazie a Einstein), il che ci porta all’aria. Pensa a come, in macchina, l’aria sembra ferma – ma se mettessi la testa fuori dal finestrino come un cane, sentiresti l’aria sbattere contro il tuo viso e far svolazzare le tue orecchie/capelli/pelle flaccida. Mentre la Terra ruota, trascina con sé la nostra atmosfera, quindi non siamo costantemente colpiti da venti incredibilmente forti ogni momento della nostra vita.

Il movimento della Terra è relativamente fluido

Il movimento della Terra è relativamente fluido, anche se viene rallentato e accelerato da vari fattori, tra cui i terremoti. Se fosse più brusco, sentiresti l’accelerazione e la decelerazione, ma non senti una velocità costante. Il che è buono, perché il pianeta orbita attorno al Sole a 107.000 chilometri all’ora (66.500 miglia all’ora), e il Sole si muove attraverso la galassia a 828.000 chilometri all’ora (514.500 miglia all’ora), che sono molto più veloci, ad esempio, della tua auto.

Cosa succederebbe se la Terra dovesse improvvisamente fermarsi?

Se la Terra dovesse improvvisamente fermarsi, le conseguenze sarebbero catastrofiche per la vita sul pianeta. Ecco alcuni possibili effetti:

In conclusione, se la Terra dovesse improvvisamente fermarsi, sarebbe la fine del mondo come lo conosciamo. Fortunatamente, questo scenario è puramente ipotetico e non c’è alcuna ragione fisica per cui la Terra dovrebbe smettere di ruotare.

Redazione

Foto di Keenan Constance: www.pexels.com

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