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le risposte dellA fisicA
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Per eseguire l’attività extraveicolare che gli è stata
affidata, un membro dell’equipaggio della Stazione
Spaziale Internazionale compie una passeggiata nello
spazio. L’unità di propulsione esercita sull’astronauta,
che con la tuta spaziale e l’attrezzatura ha una massa
complessiva di 340 kg, una forza costante. Qual è
l’intensità di questa forza, se dopo 5,00 s l’astronauta,
essendo inizialmente fermo rispetto alla stazione, si è
spostato di 4,00 m?
A spasso sì, ma non per una boccata d’aria!
dAti e incognite
m
=
340 kg
t
=
5,00 s
D
s
=
4,00 m
F
=
?
solUzione
Fintanto che l’unità di propulsione esercita sull’astro-
nauta una forza costante
F
→
, egli compie rispetto alla
stazione spaziale un moto rettilineo unifomemente
accelerato, partendo da fermo, nella direzione e nel
verso di
F
→
. Applicando la legge oraria espressa in for-
ma scalare otteniamo:
D
s
=
1
2
a
t
2
da cui
a
=
2
2
D
s
t
Avendo indicato con
D
s
lo spostamento, con
a
l’ac-
celerazione costante dell’astronauta e con
t
il tempo
trascorso dall’istante iniziale.
Per il secondo principio della dinamica l’intensità della
forza è quindi:
F
=
m a
=
2
2
m s
t
D
=
2 340 4 00
5 00
2
(
( ,
( ,
kg)
m)
s)
=
109 N
spiegAlo tU
1.
in un moto rettilineo, se l’accelerazione scalare è negativa, la velocità è
necessariamente decrescente in modulo?
2.
nella caduta dei gravi nel vuoto, in quale rapporto sono fra loro gli spazi
percorsi nei successivi intervalli di tempo di un secondo?
grANDI
IDee
DELLA
FISIcA
Gli studi di Galileo Galilei sulla caduta dei
gravi delinearono un modo di pensare e di
sperimentare divenuto fondamentale nel
successivo sviluppo delle scienze.
Nei
Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due
nuove scienze
galileo così scrisse:
“Aristotele dice: ‘Una palla di ferro di cento libbre, ca-
dendo dalla altezza di cento braccia arriva
in terra prima che una di una libbra sia scesa di un sol
braccio’; io dico che’ell’arrivano nello stesso tempo;
voi trovate, nel farne l’esperienza, che la maggiore
anticipa due dita la minore, cioè che quando la gran-
de percuote in terra, l’altra ne è lontana due dita”.
Le “due dita” di distacco fra le due sfere furono attribuite da ga-
lileo alla resistenza dell’aria. Egli aveva intuito che l’aria è la sola
causa per cui corpi diversi per peso e forma impiegano tempi
diversi per cadere a terra.
Usando un piano inclinato Galileo fece rallentare
il moto di caduta, così da poter misurare, con gli
strumenti di cui disponeva, gli intervalli di
tempo in relazione alle distanze percorse.
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