Anar al contingut

Bala de canó de Newton

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

La bala de canó de Newton va ser un experiment mental que Isaac Newton va usar per a hipotetizar que la força de la gravetat era universal, i que era la força clau per al moviment planetari. Va aparéixer en el seu llibre Un tractat del sistema del món.[1]

Experiment mental

[editar | editar còdic]

En este experiment del seu llibre (pp. 5-8),[1] Newton visualisa un canó en el cim d'una montanya molt alta. Si no hi haguera forces de gravitació o resistència a l'aire, la bala de canó deuria seguir una llínea recta llunt de la Terra, en la direcció en que va ser disparada. Si una força gravitacional actua sobre la bala, seguirà un camí diferent depenent de la seua velocitat inicial. Si la velocitat és baixa, simplement tornarà a caure en la Terra. En les animacions es mostren les trayectòries, per eixemple, per a velocitat inicial de 0 a 6000 m/s.

Velocitat de la bala de canó a 0 m/s, llançada horisontalment des de la montanya molt alta de Newton
Velocitat de la bala de canó a 6000 m/s, llançada horisontalment des de la montanya molt alta de Newton

Si la velocitat inicial aplega al valor de la velocitat orbital a dita altitut, la bala continuarà donant tornades al voltant de la Terra a lo llarc d'una òrbita circular fixa, de la mateixa manera que la Lluna. Vore la següent animació, per a una velocitat horisontal d'aproximadament 7300 m/s.

Velocitat de la bala de canó a 7300 m/s, llançada horisontalment des de la montanya molt alta de Newton

Si la velocitat és més alta que la velocitat orbital, pero no lo suficientment alta com per a abandonar la Terra per complet (més baixa que la velocitat d'escape), la bala continuarà girant al voltant de la Terra a lo llarc d'una òrbita elíptica. La següent animació mostra el cas de velocitat horisontal de 7300 a aproximadament 10 000 m/s, per a la Terra.

Velocitat de la bala de canó a 8000 m/s, llançada horisontalment des de la montanya molt alta de Newton

Si la velocitat inicial és molt alta, deixarà la Terra en una trayectòria parabòlica (a la velocitat d'escape exacta) o hiperbòlica. A continuació es mostra una animació del cas de, per eixemple, una velocitat horisontal de més de 10.000 m/s, per a la Terra.

Velocitat de la bala de canó a 11.200 m/s llançada horisontalment des de la montanya molt alta de Newton

Atres mencions

[editar | editar còdic]

Es va incloure una image de la pàgina del Sistema del Món en el Disc d'or de les Voyager, la qual mostra el diagrama de Newton d'este experiment.[2]

Fotografia de la pàgina 6 del Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Volum 3, De mundi systemate (Sobre el sistema del món), de Newton. És part de la colecció d'imàgens en el disc d'or de les Voyager que s'està duent a l'espai profunt a bordo de les naus espacials Voyager 1 i 2.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. 1,0 1,1 Newton (1728). A Treatise of the System of the World, London: F. Fayram.
  2. Sagan, Carl et al. (1978) Murmurs of Earth: The Voyager Interstellar Record. New York: Random House. ISBN 0-394-41047-5 (tapa dura), ISBN 0-345-28396-1 (tapa blana)