SENZA PESO?         

Ogni volta che durante il moto di una massa si verifica una accelerazione nasce una forza, come assicura la legge della dinamica(*) F = m*a. Per effetto della accelerazione tangenziale nasce una forza, positiva o negativa a seconda che la velocità cresca o diminuisca, data dalla relazione Ft = m*at = m*(v2-v1) [N]. E' questa la forza che permette alle automobili di continuare il moto lungo una curva aumentando o diminuendo la velocità, che permette ai satelliti artificiali di cambiare orbita, ecc.
Per lo stesso motivo detto in precedenza, per effetto della accelerazione centripeta nasce una forza, detta centrifuga perchè diretta in verso opposto alla accelerazione (cioè verso l'esterno della curva). Il suo valore è dato dalla relazione Fc = - m*ac = -m*v^2/R [N]. E' questa la forza che tiene in orbita la Luna, i pianeti, i satelliti artificiali, ecc.
Si dice comunemente che gli astronauti in orbita sono senza peso: ciò non è vero in senso assoluto. Il peso è la manifestazione della forza di attrazione gravitazionale che agisce a qualunque distanza e quindi anche su di essi. Le orbite sono però curve e quindi nasce la forza centrifuga. Se le navicelle non "cadono" nè verso la Terra nè verso la Luna è perchè le due forze (peso e centrifuga) sono uguali e contrarie. Gli astronauti quindi non sono in "assenza di peso" ma in "assenza di forze" (trascurando l'attrazione del Sole, di Giove, ecc). Anzi, se non ci fosse il peso, le navicelle fuggirebbero dal campo di forze terrestre(**), il quale agisce come la catenella delle chiavi quando per gioco le facciamo ruotare: se la catenella si rompe oppure la lasciamo andare, le chiavi volano via. Le navicelle sono tenute al guinzaglio dalla Terra e perciò continuano a ruotarle intorno.
Ciò accade anche a noi che stiamo con i piedi per terra: se non ci fosse il peso, la velocità(***) di rotazione della Terra ci farebbe volare via, come accade ad un corpo appoggiato su un disco musicale che ruota......

(*) Si può affermare anche l'inverso: ogni volta che su una massa agisce una forza, si ottiene una accelerazione, cioè una variazione di velocità. Purtroppo, a ciò si oppone l'inerzia per cui la risposta alla forza non è nè immediata nè facile.
(**) Supponiamo di sparare un colpo di pistola verso l'alto. Il proiettile subisce l'azione di una forza, quindi ha una accelerazione, quindi acquista una velocità. Supponiamo anche che non ci sia atmosfera, la quale agisce come freno per qualunque moto. Se la velocità del proiettile è piccola esso giunge ad una certa quota e poi ricade sulla terra. Si chiama "velocità di fuga" il valore che essa deve assumere affinchè la massa si liberi della attrazione gravitazionale. Al livello del mare essa è di 11,2 km/s. Partendo da una quota maggiore (la cima del Monte Bianco) la velocità di fuga è minore poichè minore è l'attrazione gravitazionale. Le sonde spaziali non hanno la velocità di fuga al suolo, ma aumentano gradualmente di velocità man mano che acquistano quota. Per ottenere questo effetto devono portarsi appresso il motore, cioè un meccanismo che fornisca con continuità la forza contraria all'attrazione terrestre (è come se la pistola sparasse più volte di seguito lo stesso proiettile durante il volo verso l'alto).
(***) Una persona all'equatore stando ferma percorre 40.000 km in 24 ore e possiede quindi una velocità periferica di v = s/t = 40.000/24 = 1.667 km/h = 0,5 km/s: un bel modo di riposare! Se però la velocità fosse di 11,2 km/s basterebbe un piccolo salto per volare liberamente nello spazio. E' ciò che può accadere trovandosi su un asteroide oppure su un satellite artificiale che hanno piccola massa e quindi piccola velocità di fuga.