Por que a Lua não cai na Terra?

A Lua é o satélite natural da Terra, possui um diâmetro equatorial de aproximadamente 3500 km, massa de 7,5 x 10²² Kg e velocidade de translação de 3700 km/h. Você já pensou por que a Lua não cai na Terra, sendo ela um corpo tão grande e massivo?

A Lei da Gravitação Universal foi uma das importantes contribuições de Isaac Newton. Ela nos mostra que corpos massivos têm a capacidade de se atraírem por uma força mútua denominada de força gravitacional. Sendo assim, podemos concluir que a Terra atrai a Lua e a Lua atrai a Terra com uma determinada força, mas o satélite natural jamais cai na superfície da Terra.

A ideia de Newton

Newton idealizou uma forma de colocar objetos em órbita ao redor da Terra. Um objeto, ao ser lançado horizontalmente a partir de uma determinada altura, realiza um movimento curvo até cair no chão. Esse movimento é uma curva porque acompanha a curvatura da Terra. Lançando o objeto de uma determinada altura e na velocidade correta, é possível fazer com que ele acompanhe toda a curvatura da Terra e retorne ao ponto de origem do lançamento. Nessa situação o objeto mantém uma velocidade tangencial à trajetória e executa um movimento de “queda infinita” ao redor do planeta.

Por que a Lua não cai na Terra?

A velocidade da Lua é tangencial à sua trajetória ao redor da Terra e, sendo assim, ela está em uma espécie de movimento de queda perpétuo e nunca atingirá a superfície terrestre. O valor de sua velocidade é suficientemente grande para que ela permaneça em órbita acompanhando a curvatura da Terra.

Lançando um satélite

O lançamento de satélites artificiais segue esse mesmo princípio. O satélite é “empurrado” por um foguete em uma região fora da atmosfera terrestre com a velocidade exata que o permitirá executar um movimento perpétuo ao redor do planeta.

A velocidade do satélite é tangencial à sua trajetória

A equação abaixo determina a velocidade que um satélite deve ter para conseguir manter-se em uma determinada órbita ao redor da Terra.

Nessa equação, temos:

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.

Por Joab Silas
Graduado em Física