Por que o planeta Terra gira ao redor do Sol?

Criado em 06/05/16 12h05 e atualizado em 06/05/16 12h07
Por Turminha do MPF

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.