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Viene simulato il comportamento di un Satellite che si trova nel campo gravitazionale della Terra.

Con i dati numerici che si desumono dall'evoluzione delle orbite si possono verificare le leggi di Keplero o si può simulare il comportamento di un bolide che si viene a trovare nel campo gravitazionale terrestre disegnandone la traiettoria.

La simulazione è stata realizzata con Scratch2, utilizza il metodo dell'integrazione numerica e permette di vedere cosa accade quando un grave, il Satellite, si trova in una posizione ed una velocità iniziali date.

 

Il Satellite può entrare in orbita, cadere, essere deviato o anche venire fiondato nello spazio profondo.

La simulazione permette anche di provare a vedere cosa accade al Satellite nel caso ci sia un altro corpo che influenza il campo terrestre con la propria gravità: può distorcere l'orbita, produre la precessione del perigeo o anche fare precipitare il Satellite. Dipende da quanto lontano si trova e dalla direzione del moto della propria orbita.

Lo stesso schema si può utilizzare per simulare il comportamento dei pianeti nel sistema solare per cui si può ragionare sulla precessione del perielio di Mercurio, sui moti delle comete in orbita allungata e sulle perturbazioni indotte da Giove sulle loro orbite.

Schermata 2016 04 01 alle 15.37.00

L'applicazione di Scratch 2 usa la legge della gravitazione universale con cui calcola l'accelerazione vettoriale (intensità e verso) nella posizione in cui si trova il Satellite, quindi calcola la velocità al termine di un intervallo breve e, infine, calcola la nuova posizione dopo lo stesso intervallo e disegna il Satellite nella nuova posizione ripetendo indefinitamente questa sequenza.

Si può usare come "calcolatore di orbite" (linkcon cui verificare le leggi di Keplero ed in genere eseguire sperimentazini sulle traiettorie.

E' disponibile un video illustrativo mentre l'applicazione, pronta per essere utilizzata, si trova a questo link (nota 1)

E' anche disponibile una scheda di supporto all'utilizzo dell'applicazione con illustrazione dei comandi e spiegazioni sul funzionamento.

Sono disponibili proposte di esercizi per cimentarsi sulle orbite, in più ci sono esercizi svolti in una scheda scaricabile da qui con cui si possono verificare le tre leggi di Keplero (nota 2). 

 

Una evoluzione della simulazione riguarda la possibilità di modificare i parametri dell'orbita usando un motore a razzo: vedi "navicella".

 

Riferimenti ad altri articoli interessanti

Un articolo di wikipedia buono per approfondire.

Un articolo del liceo scientifico Statale "Lombardo Radice" di Catania: satelliti artificiali.

Un articolo interessante sulla precessione: "cose di scienza: Mercurio"

Una bella spiegazione di "effetto fionda"

Per saperne di più: costante di gravitazione planetaria

 

Per una trattazione teorica approfondita vai a L'Infinito Teatro del Cosmo

 

note 

nota 1: l'applicazione viene aggiornata spesso per cui conviene riferirsi sempre alla versione on line.

nota 2: in realtà gli esercizi sono serviti per il problema opposto: verificare che la simulazione è accurata e rispetta quanto si conosce dalla scienza.

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