La forza di gravità agisce in realtà su tutti i corpi, e sulla superficie terrestre è diretta verso il centro della Terra, che di conseguenza ci attrae sulla sua superficie. Se il senso della domanda è perché noi non collassiamo su noi stessi o sprofondiamo verso il baricentro terrestre, allora sì, la causa va ricercata nelle forze elettromagnetiche microscopiche che gestiscono la materia a dimensioni molecolari, alle quali si possono trascurare le forze di interazione forte e debole (attive su distanze molto più piccole), e la forza gravitazionale è debolissima, viste le esigue masse in gioco. Mentre infatti i corpi celesti stanno su a causa della gravità da essi stessi generata, i nostri corpi sono invece agglomerati di atomi che si mantengono uniti e distinti grazie alle forze elettromagnetiche.
L’unica altra forza che si potrebbe osservare, a livello macroscopico, sulla superficie terrestre (per corpi fermi rispetto alla superficie) è la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre, ma:
1) tale forza è dipendente dalla latitudine, essendo massima all’equatore e nulla ai poli. Pertanto la vita dovrebbe essere possibile solamente a basse latitudini, e ciò è chiaramente falso;
2) anche all’equatore, dove la forza centrifuga si oppone al massimo alla gravità, il suo contributo è di poche unità per mille. La formula utilizzata per calcolare la gravità standard è: g = 9.7803184( 1 + 0.0053024 sin2 (y) – 0.0000059 sin2 (2*y)), con y latitudine, che dà la seguente tabella:
Latitudine g
0 (equatore ) 9.7803
15 9.7837
30 9.7932
45 9.8061
60 9.8191
75 9.8286
90 (poli) 9.8321
Si vede che la variazione tra poli ed equatore è dello 0.4%.
Tornando quindi alle forze elettromagnetiche su distanze molecolari, a seconda degli enti e delle distanze in gioco queste possono essere attrattive o repulsive, e permettono la coesione delle molecole (e il fatto che i nostri corpi possano vincere in parte la sfida con la gravità) o viceversa la impenetrabilità di due corpi accostati (e in questo caso ci permettono di non sprofondare nel pavimento…).
Da un punto di vista macroscopico le forze repulsive che garantiscono l’inviolabilità dei corpi sono schematizzate come forze uguali e contraire alla gravità e sono dette vincoli.
NOTA:
Un dubbio che può emergere sulla questione delle interazioni attrattive o repulsive tra le molecole è questo: come mai queste forze che tengono insieme ad esempio un sasso, quando lo rompo e riaccosto le parti queste non si risaldano tra di loro? Cioè come mai le stesse forze possono tenere uniti gli atomi o respingerli, a seconda dei casi?
La realtà è che per formare legami occorre vincere la barriera di potenziale REPULSIVO (ENERGIA DI ATTIVAZIONE) tra le molecole superficiali; per questo non basta riallineare le parti di una roccia rotta, ma occorre rifonderla nella zona di saldatura. La rifusione (fornire energia TERMICO/CINETICA) permette di superare la barriera di potenziale.
La barriera di potenziale cresce con il diminuire della distanza (forze di repulsioe elettrostatica: POTENZIALE DI LENNARD-JONES) tra gli atomi ma esiste una zona in cui se gli atomi hanno sufficiente energia cinetica possono avvicinarsi superando la barriera energetica repulsiva e formare un legame.
Quando rompi un sasso rompi dei legami, ma se avessi la possibilità di riallineare con forza (SINTERIZZAZIONE) i due frammenti senza romperli ancora si risalderebbero: difatti in chimica si usano filtri in vetro e metalli sinterizzati e le padelle di teflon sono fatte in teflon sinterizzato: http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=3420
Inoltre va sottolineato che, all’atto della rottura, sulle superfici possono avvenire ossidazioni e riarrangiamenti dei legami che rendono di fatto irreversibile il processo.
Si veda ad esempio la pagina http://polymer.bu.edu/wamnet.html , che mette a disposizione degli applet per simulare le interazioni molecolari con il potenziale di Lennard-Jones (in inglese). Esso è inoltre descritto alla pagina: http://polymer.bu.edu/Wasser/robert/work/node8.html .
OSSERVAZIONE:
Il fatto che la forza gravitazionale sulla terra non ci schiacci e’ una coincidenza, nel senso che su una stella di neutroni un uomo sulla superficie verrebbe schiacciato ad una sottile poltiglia di atomi e non solo, un atomo non potrebbe sopravvivere sulla superficie e tutto si ridurrebbe ad un ammasso di nuclei atomici (o meglio di neutroni) che non collasserebbe solo per effetto delle forze nucleari (o per il principio di esclusione). Se poi la massa della stella superasse un valore critico anche queste forze non sarebbero sufficienti, e la stella collasserebbe in un buco nero…
Grazie a Nicola Buratti e Martino de Prato per i suggerimenti