Re: Flusso campo gravitazionale

Messaggioda anonymous_ad4c4b » 27/03/2015, 08:45

Vorrei approfondire un attimo il legame fra flusso e forma matematica della forza gravitazionale.

Nego l'equazione di Poisson scrivendo:

$\Delta \varphi =4 \pi G \rho+f$,

dove $f$ è una funzione sufficientemente regolare delle coordinate.

Da questa ricavo direttamente (usando $\vec{g}=-\nabla \varphi$):

$\vec{\nabla} \cdot \vec{g}=-4 \pi G \rho - f$.

Ora applico il teorema di Gauss e ricavo:

(1) $\Phi_{\partial V}(\vec{g}) = int_{\partial V} \vec{g} \cdot d\vec{S} =-4\pi G M-\mu_V$,

dove $M$ è la massa contenuta nel volume $V$ e $\mu_V=int_V f dV$ è un numero che dipende da $V$.

Questa è la legge di flusso nel presente caso. Si vede bene subito che:

$\Phi_{\partial V}(\vec{g}) =0 \Rightarrow M = - \frac{\mu_V}{4 \pi G}$,

per cui, in presenza di flusso nullo, la massa contenuta nel volume non è necessariamente nulla.

Ora prendiamo una massa puntiforme $M$ ed una sfera di raggio $r$ centrata in essa. Supponiamo (come è giusto fare) che il campo $\vec{g}$ sia a simmetria radiale ed attrattivo e calcoliamo il flusso usando la (1). Si ottiene:

$-4 \pi r^2 g = -4 \pi G M - \mu_V(r)$,

dove $\mu_V(r)$ dipende da $r$, e:

$g=\frac{G M}{r^2} + \frac{\mu_V(r)}{4 \pi r^2}$.

Da questo risultato di deduce, in conclusione, che, negando Poisson, si nega Newton (come è giusto che sia) (s.e.e.o.) :)
Arrigo Amadori

dottore in Fisica, fondatore e presidente del Circolo Matematico Cesenate

http://www.arriama.altervista.org/index.htm
anonymous_ad4c4b
Average Member
Average Member
 
Messaggio: 249 di 664
Iscritto il: 27/07/2014, 15:09

Precedente

Torna a Fisica, Fisica Matematica, Fisica applicata, Astronomia

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite