Quanti milioni di chilometri percorre la Terra relativamente al Sole durante ogni singola stagione? Grazie mille

Prima di rispondere alla domanda è necessario tener presente che, essendo l’orbita terrestre di forma ellittica, la velocità di rivoluzione del nostro pianeta non risulta costante.

Inoltre è opportuno precisare che, quanto di seguito esposto, è ovviamente riferito al solo emisfero boreale (per l’emisfero australe, infatti, il 21 marzo inizia l’autunno).

Non intendiamo addentrarci nella spiegazione delle Leggi di Keplero sui moti planetari (la seconda, in particolare, relativa proprio alla non costanza delle velocità orbitali) in quanto la domanda appare di tutt’altro intendimento, ma accenniamo solamente al cosiddetto principio di conservazione dell’energia di un corpo, cercando di mantenere la semplicità dell’esposizione.

Nello studio sul moto dei corpi si osserva che alcune grandezze, in determinate condizioni, restano invariate, cioè “si conservano”. Tra queste vi è anche l’energia totale del corpo, data dalla somma dell’energia potenziale (collegata alla massa) con quella cinetica (collegata alla velocità del corpo medesimo). Ne consegue che, allorquando la Terra si avvicina al Sole, diminuisce la sua energia potenziale, per cui deve aumentare quella cinetica, che si traduce in aumento della velocità.

Di fatto la Terra è più veloce nel periodo invernale –quando è più vicina al Sole- di quanto non lo sia in estate.

Ed anche dalla mancata costanza della velocità di rivoluzione terrestre deriva il fatto che le stagioni non abbiano la medesima durata. Ognuna, infatti, corrisponde ad ¼ dell’orbita che, per quanto sopra accennato, viene percorsa in tempi diversi a motivo della sua ellitticità. Di conseguenza l’inverno è più breve perchè la Terra è più vicina al Sole e pertanto più veloce, mentre, al contrario, l’estate è più lunga essendo la Terra più lontana e quindi più lenta.

 

In termini approssimati abbiamo:

 

Primavera: 93 giorni a partire dall’equinozio attorno al 21-marzo

Estate:        93 giorni a partire dal solstizio attorno al 21-giugno

Autunno:    90 giorni a partire dall’equinozio attorno al  23-settembre

Inverno:     89 giorni a partire dal solstizio attorno al 21-dicembre

 

La velocità della Terra presenta un massimo di 30,3 km/s al perielio (attorno al 3-gennaio) ed un minimo di 29,3 km/s all’afelio (attorno al 4-luglio). Essendo tale valore continuamente variabile possiamo assumere, con una certa approssimazione, che la velocità della Terra nelle varie stagioni sia:

 

in Primavera 29,8 km/s (media tra velocità al perielio ed all’afelio)

in Estate        29,3 km/s (velocità di afelio)

in Autunno    29,8 km/s (media tra velocità all’afelio ed al perielio)

in Inverno     30,3 km/s (velocità al perielio)

 

Ricordando che un giorno è composto da 86.400 secondi (24 ore x 60 minuti in un’ora x 60 secondi in un minuto) abbiamo i seguenti percorsi medi stagionali del nostro pianeta:

 

Primavera: giorni 93 x secondi/giorno 86.400 x km/s 29,8 = km 239.448.960

Estate:                  93 x                          86.400 x          29,3 = km 235.431.360

Autunno:              90 x                          86.400 x          29,8 = km 231.724.800

Inverno:               89 x                          86.400 x          30,3 = km 232.994.880

 

La combinazione di periodi più o meno lunghi con velocità (medie-approssimate) differenti fa sì che, in termini spaziali, il tragitto più lungo venga percorso in primavera, seguito da quelli dell’estate, inverno ed autunno.