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PROTAGONISTI DELLA FISICA
I principi della dinamica
Unità
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L’estrapolazione
al caso ideale
L’esperimento dei piani inclinati in-
dicava che, al diminuire dell’inclina-
zione, la sferetta era decelerata sem-
pre meno. Essa viaggiava per una
distanza e per un tempo di volta in
volta più lunghi prima di ritornare
all’altezza iniziale.
Che cosa sarebbe successo su un
piano orizzontale, se non ci fossero
stati gli attriti a disturbare il moto?
Nel
Dialogo sopra i due massimi si-
stemi del mondo
Galileo fa chiedere
a uno dei personaggi:
“Ora ditemi quel che accadrebbe del
medesimo mobile sopra una super-
ficie che non fusse né acclive né
declive”.
E giunge alla risposta che il moto sa-
rebbe perpetuo e avverrebbe sempre
alla stessa velocità.
Una situazione molto prossima a
quella ideale può essere ottenuta
con un disco a ghiaccio secco ap-
poggiato su un tavolo orizzontale
[
fig. C
]
: basta un piccolo impulso
iniziale perché il disco acquisti una
certa velocità e la conservi pressoché
costante nel tempo.
Galileo confuta
Aristotele…
C’è dunque bisogno di una forza,
come sosteneva Aristotele, perché
un oggetto venga mantenuto in mo-
vimento?
Trascurando l’attrito, le forze sulla
sferetta di Galileo sono il peso
P
→
e la reazione normale
N
→
del piano
di appoggio
[
fig.D
]
. E sul piano
orizzontale, dove la sferetta ha una
velocità costante, queste due forze
si bilanciano.
… ma rinuncia
a scoprire
le cause del moto
La conclusione è che lo stato di un
corpo non soggetto ad alcuna forza,
oppure soggetto a un sistema di forze
con risultante nulla, può essere tanto
la quiete quanto il moto uniforme.
Ciò che una forza produce non è
una velocità costante, ma una varia-
zione della velocità, e quindi un’ac-
celerazione.
Questa, che può sembrare la logi-
ca conseguenza dei ragionamenti e
delle esperienze di Galileo, non fu
tuttavia tratta esplicitamente dal-
lo scienziato pisano. Il vero intento
di Galileo era stabilire come e non
perché gli oggetti si muovano. Nei
Discorsi
si legge:
“Non mi par tempo opportuno di
entrare al presente nell’investigazio-
ne della causa della accelerazione
del moto naturale [di caduta], in-
torno alla quale da vari filosofi varie
sentenzie sono state prodotte, ridu-
cendole alcuni all’avvicinamento al
centro, altri a restar successivamen-
te manco parti del mezzo da fender-
si, altri a certa intrusione del mezzo
ambiente, il quale, nel ricongiun-
gersi a tergo del mobile, lo va pre-
mendo e continuamente scacciando;
le quali fantasie con altre appresso,
converrebbe andar esaminando e
con poco guadagno risolvendo”.
Fu Isaac Newton, che nacque nell’an-
no della morte di Galileo, a formu-
lare con linguaggio matematico la
relazione che intercorre fra le forze
applicate a un corpo e la sua accele-
razione. Newton definì, inoltre, una
proprietà del moto che Galileo aveva
mancato di precisare: se su un corpo
già in movimento la risultante delle
forze diventasse in un determinato
istante rigorosamente nulla, il moto
proseguirebbe su una traiettoria ret-
tilinea. Non sarebbe, per esempio,
un moto uniforme lungo la super-
ficie curva della Terra, ma un moto
rettilineo uniforme.
A temperatura ambiente il ghiaccio secco
sublima, cioè passa direttamente allo stato
gassoso. Il gas che fuoriesce dalla base
mantiene il disco sospeso.
Un disco a ghiaccio secco è formato
da una base metallica ben levigata
sormontata da un serbatoio riempito
di anidride carbonica solida.
N
P
N
P
fig. C
–
Il disco a ghiaccio secco risente di un attrito trascurabile.
fig.D
–
Le forze sulla sferetta di Galileo.
CO
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solida
gas che
fuoriesce
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