Por que a Lua não cai na Terra?

A Lua é o único satélite natural da Terra e está a uma distância de aproximadamente 380.000 km. Por ter um período de rotação semelhante ao período de translação, somente uma face do satélite é visível da Terra. O astro, que não produz luz própria, mas reflete a luz do Sol, apresenta-se em quatro fases distintas e orbita a Terra com uma velocidade aproximada de 3700 km/h.

Com diâmetro equatorial de aproximadamente 3500 km, a Lua possui massa de 7,35 x 10²² kg, e a aceleração da gravidade em solo lunar é de 1,6 m/s². Um bom questionamento a respeito desse satélite é por que ele simplesmente não cai? Como a Lua permanece girando ao redor da Terra?

Newton responde!

Isaac Newton, no século XVI, imaginou a possibilidade de colocar objetos quaisquer em órbita ao redor da Terra, ideia que explica como a Lua é mantida em sua trajetória sem cair sobre nosso planeta.

Newton observou que, ao lançar uma pedra com determinada velocidade horizontal, a trajetória do objeto faz uma parábola até chegar ao solo. Isso acontece porque a força gravitacional da Terra sobre a pedra puxa-a em direção ao chão. Cada vez que a velocidade de lançamento é aumentada, o objeto atinge distâncias maiores, então, o físico inglês imaginou que deveria haver uma velocidade suficientemente grande capaz de fazer com que o objeto arremessado desse um giro ao redor da Terra e voltasse à sua posição inicial.

Esse raciocínio explica como é possível lançar satélites e mantê-los ao redor da Terra. Esses objetos são lançados com uma velocidade tal que eles conseguem dar a voltar no planeta, acompanhando sua curvatura e executando um movimento de queda contínuo. Os satélites estão em um movimento de queda infinito ao redor da Terra e, por isso, nunca chegarão a tocar o solo.

Por que a Lua não cai?

A velocidade de giro da Lua ao redor da Terra mantém-na em um movimento de queda infinito ao redor do planeta, por isso, o astro nunca atinge o solo terrestre. O movimento da Lua não encontra resistência no espaço, pois ocorre no vácuo, a velocidade é mantida e nosso satélite sempre se manterá em órbita.

Qual deve ser a velocidade de um satélite?

A partir das equações da força centrípeta e da definição da lei da gravitação universal, podemos determinar a velocidade necessária para que um satélite esteja em órbita. Essa velocidade depende da massa do planeta orbitado e da distância entre o planeta e o satélite.

Os termos dessa equação são:

V: Velocidade do satélite;

G: Constante de gravitação universal (6,7 x 10 ^{– 11} N.m²/Kg²);

M: Massa da Terra (aproximadamente 6,0 x 10 ²⁴ Kg);

R: Distância do satélite ao centro da Terra.