Por
que o planeta Terra gira ao redor do Sol?
A Terra gira em torno do Sol porque
continua mantendo o movimento da nuvem de partículas que a formou e porque tem
uma órbita estável, graças ao equilíbrio existente entre sua velocidade e a
força gravitacional exercida sobre ela pelo sol.
A nuvem de partículas que formou a Terra
tinha um momento angular, que é a quantidade de movimento de um objeto que
executa uma rotação em torno de um ponto fixo. De acordo com a lei da Inércia,
explicada pelo físico e filósofo Isaac Newton, o momentum (quantidade de
movimento) de um corpo é constante, a menos que uma força externa aja sobre
ele. Isso significa que se um corpo estiver parado, ele continuará parado até
que alguma força o desloque. Por outro lado, se o corpo estiver em movimento,
ele permanecerá em movimento indefinidamente, em linha reta. O momento angular
da nuvem de partículas que formou nosso sistema solar resultou no movimento dos
planetas, e por isso eles continuam se movendo até hoje.
Esse processo permitiu que a terra se
mantivesse em sua órbita. Depois de muitos choques, os planetas que giravam
muito devagar caíram no Sol, e os que giravam muito depressa escaparam para o
espaço. Somente os que tinham a velocidade tangencial adequada ficaram em seus
lugares até hoje. Poderíamos nos perguntar: Como a Terra não se chocou com o
Sol ou a Lua com a Terra se, de acordo com a lei da gravidade, os corpos
maiores atraem os menores?
Lei da gravidade - A lei da atração
gravitacional, equacionada por Isaac Newton, diz que os corpos se atraem
"na razão direta (multiplicação) das massas e na razão inversa (divisão)
do quadrado da distância". Isto significa que a atração é maior quanto
maior for a massa, e diminui quando a distância aumenta.
Assim, se dois planetas com a mesma massa
estivessem em órbita do Sol, o mais próximo dele seria atraído com uma força
gravitacional maior, e o mais distante com uma força menor. Mas, para que um
corpo consiga se manter em órbita em torno de outro, deve haver uma relação de
equilíbrio entre a velocidade do seu movimento orbital e a força gravitacional
que o atrai para o corpo maior. (lembrando que a força gravitacional se calcula
multiplicando o valor da massa dos dois corpos e dividindo esse resultado pelo
quadrado da distância entre eles).
Para saber se ele conseguirá se manter em
órbita, soma-se a velocidade tangencial com a força gravitacional. Se a
velocidade for muito pequena, o corpo sai da órbita e pode se chocar com o
astro central. Se a velocidade for muito grande, o corpo também vai escapar da
órbita e será lançado para o espaço.
Órbita estável ao redor do sol - Para que
a órbita seja estável, a soma da velocidade tangencial e da força da gravidade
deve coincidir com o traçado da órbita. Quando isso acontece, o corpo vai girar
indefinidamente em torno do astro central. Para cada distância (com sua força
gravitacional correspondente) existe uma única velocidade tangencial capaz de
manter o corpo em órbita. E é por ter essa única relação possível entre sua
velocidade e a distância que mantém do sol que nosso planeta continua girando até
hoje em torno dele, em uma órbita perfeitamente estável.
Para dar um exemplo de como essa
combinação é difícil, quando os cientistas colocam um satélite orbitando em
volta da terra, eles fazem esse mesmo cálculo para encontrar o ponto de
equilíbrio entre a velocidade do movimento do satélite e a distância da Terra
onde ele deverá orbitar. Se não for obedecida essa única relação possível,
entre sua altura e velocidade, ele cairá sobre a terra ou se desviará para o
espaço.
Assim também a Lua é atraída pela Terra
mas não cai sobre nós porque tem uma velocidade que a mantém sempre na mesma
distância. E a Terra não cai no Sol porque sua velocidade orbital equilibra a
atração gravitacional exercida pelo Sol sobre ela.
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