Palle di cannone orbitanti

Un'orbita è il percorso curvo nello spazio lungo il quale un corpo si muove intorno ad un altro a causa della forza gravitazionale esistente tra i due corpi. Questo percorso si ripete spesso regolarmente, come ad esempio nel caso del movimento della Terra intorno al Sole. Un modo classico per comprendere le orbite è immaginare di lanciare una palla orizzontalmente sulla Terra. La palla accelererà verso il basso a causa della gravità, arrivando a fermarsi a terra dopo aver percorso una certa distanza orizzontale. Su piccole distanze, la Terra appare piatta, ma su scale più grandi dobbiamo tenere conto della curvatura del pianeta. Se lanciassimo la palla abbastanza velocemente, nel momento in cui la palla dovrebbe atterrare su una superficie piatta, la superficie terrestre si sarà in realtà allontanata a causa della curvatura, lasciando la palla bloccata in una caduta libera perpetua; questo è un corpo in orbita. La velocità necessaria affinché una piccola massa orbiti intorno alla Terra vicino alla superficie è di circa 8 chilometri al secondo.

Quando osserviamo un'orbita in cui un corpo ha molta più massa dell'altro (per esempio la Stazione Spaziale Internazionale che orbita intorno alla Terra), può sembrare che il corpo più grande non sia influenzato e rimanga fermo. Tuttavia, entrambi i corpi stanno di fatto orbitando intorno al loro baricentro. La forma e la velocità di un'orbita possono essere descritte usando le leggi di Keplero del moto planetario.

Figura 1: riproduzione del famoso disegno di Newton.