3.b.3. L'energia meccanica

In Fisica Moderna, la definizione dell’energia meccanica è la somma dell’energia cinetica e potenziale associata ad una massa in un campo gravitazionale. In assenza di altre forze, l’energia meccanica di un corpo in orbita si mantiene costante.

L’energia meccanica è un concetto astratto di somma di energie di natura matematica, che però collega o mette in relazione le cause di movimento inerziale con il movimento dovuto alla gravità.

Il motivo per cui l’energia meccanica è costante è convenzionale o derivato dal principio di conservazione dell’energia. Se il sistema è chiuso e si contemplano solo due manifestazioni dell’energia, la somma di entrambe deve essere costante.

Con la teoria della gravitazione di Newton venivano spiegate le orbite dei pianeti e si manteneva il principio di uguaglianza fra la massa inerziale e la massa gravitazionale. La massa era, in entrambi i casi, una costante di proporzionalità fra la forza applicata e l’accelerazione risultante dei corpi. L’accelerazione della gravità segue la legge d’inverso del quadrato.

La Teoria della Relatività di Einstein mantiene il principio d’uguaglianza fra la massa inerziale e la massa gravitazionale, segue però, senza saperlo, ciò che è la massa oltre a una costante di proporzionalità. La massa non aumenta con la velocità relativa per il modello matematico utilizzato, ma viene moltiplicato per γ –infatti, come se maggiore–; e questo aumento rende necessaria maggior forza a maggior velocità per produrre la stessa accelerazione.

Space Shuttle Discovery(Immagine di dominio pubblico)
Space Shuttle Discovery

Dunque, con la Teoria della Relatività, l’energia meccanica è superiore a quella della Fisica Classica di Newton, l’energia cinetica di un oggetto in caduta libera verticale sarà superiore per l’aumento di massa con la velocità.

D’altra parte, per le osservazioni dell’Astronomia, la massa gravitazionale pare avere un comportamento diverso dalla massa inerziale e, siccome un aumento della massa con la velocità non altera la forza di gravitazione per unità di massa, la Relatività Generale ha bisogno di distorcere lo spazio per poter quadrare le orbite dei pianeti e la loro precessione anomala rispetto al Principio di Gravitazione Universale di Newton.

Un problema addizionale creato dalla Relatività Generale è che, poiché la distorsione dello spazio segue la stessa legge dell’inverso del quadrato, la gravità intera diventa un effetto geometrico del continuum matematico e si perdono ancora di più i concetti intuitivi della realtà fisica.

Dato che la legge che governa l’elasticità dell’etere globale è presente in ogni tipo di relazione fisica, sovente i calcoli matematici di modelli immaginari sono utili con interpretazioni fisiche piuttosto lontane dalla realtà. Sembra addirittura che il tema sia così facile, talmente facile da confondersi.

Per la Meccanica Globale la massa è formata de spirali dei filamenti dell’etere globale, gravitazionale o cinetico. Così, il principio d’uguaglianza della massa inerziale o massa gravitazionale, inoltre vago, non è più necessario in quanto la massa è definita dalla sua realtà fisica e non loro comportamento.

Nella Fisica Globale, il concetto di energia cinetica come proprietà della massa dovuta alla tendenza a mantenere lo stato di movimento e che comporta una maggior risonanza della massa o sincronizzazione con la vibrazione dell’etere globale o cinetico.

Definizione dell’energia potenziale come proprietà di una massa che si trova in un punto della struttura reticolare della materia –etere gravitazionale o global–, con simmetria radiale.

La Legge di Gravità Globale apporta una seconda modifica o precisazione alla Seconda Legge (o Secondo Principio) di Newton, Legge di Forza o Legge Fondamentale della Dinamica. Se Einstein introdusse una variazione intrinseca della massa con la velocità ed il corrispondente incremento di attrazione gravitazionale mas la distorsione dello spazio-tempo, la Legge di Gravità Globale aggiunge una variazione addizionale della forza di gravità dovuta alla velocità e diversa da quella indotta dal suddetto incremento della massa, nonostante siano entrambe variazioni identiche in termini quantitativi.

In questo caso si verificherà un incremento dell’accelerazione gravitazionale, che dipende dall'energia cinetica –in particolare il rapporto tra massa cinetica e la massa globale–, come si osserva nella Legge di Gravità Globale. Con questa modifica del Principio di Gravitazione Universale si spiega la precessione anomala delle orbite dei pianeti senza alterare lo spazio-tempo.

Legge della Gravità GlobaleLegge di Gravità Globale

Di conseguenza, il nuovo aumento della forza di gravità produrrà maggior accelerazione, maggior velocità e maggior energia cinetica.

Se l’energia cinetica è un componente dell’accelerazione gravitazionale, anche l’energia potenziale gravitazionale ne sarà toccata. In altri termini, se la forza gravitazionale è maggiore con il movimento, anche la somma di tutte le forze puntuali sulla traiettoria di caduta libera di un corpo che costituiscono l’energia potenziale gravitazionale sarà maggiore.

Dunque l’energia meccanica è superiore con la Legge di Gravità Globale a quella della Teoria della Relatività di Einstein che, a sua volta, è superiore a quella della Fisica Classica di Newton.

Mentre nel paragrafo precedente è necessario fare due precisazioni concettuali.

  • Non riesco a immaginare come influisce la distorsione dello spazio-tempo a l'energia potenziale in Relatività Generale.

  • L’energia meccanica nella Fisica Globale dipende dalla velocità della massa rispetto l’etere cinetico e vettore della velocità rispetto al campo di gravità; di conseguenza, non è costante.

Nel libro della Fisica et Dinamica Globale vengono studiate più dettagliatamente l’energia cinetica e l’energia potenziale gravitazionale dal punto di vista dei meccanismi del movimento con l’apporto della Legge di Gravità Globale.

 

* * *