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Lez ione 5
La massa
3
il centro di massa
Qualsiasi corpo materiale è fatto di atomi i quali hanno una loro massa
.
La
massa di un corpo, quindi, è la somma delle masse degli atomi che lo
compongono
. Nello studio del movimento di un corpomateriale è utile talvolta
schematizzare la situazione, assumendo che la sua massa sia tutta concentrata
in un solo punto,
G
, che viene definito
centro di massa del corpo
.
Se il corpo è omogeneo e ha una forma simmetrica, il suo centro di massa
coincide con il centro di simmetria. Il centro di massa di una sfera metallica,
ad esempio, è nel suo centro geometrico. Invece se il corpo non è omogeneo
o non ha una particolare forma geometrica, allora la ricerca del suo centro di
massa risulta più laboriosa. Nella Lezione 6 dell’Unità 6 è stato mostrato che un
proiettile, ad esempio una sferetta metallica, lanciato con una certa inclinazione
rispetto al suolo descrive una traiettoria parabolica. Se in luogo di una sfera
venisse lanciato con la stessa inclinazione e con la stessa velocità un bastone, lo
si vedrebbe ruotare, ma si vedrebbe un suo punto descrivere la stessa parabola
della sfera; questo punto è il centro di massa del bastone (
figura 20
).
4
il principio di conservazione della massa
Se, dopo averla pesata, una massa
m
di acqua viene collocata in una cella
frigorifera, dopo un dato intervallo di tempo essa solidifica, diventando
ghiaccio. Si può facilmente verificare che, allo stato solido, il suo volume è
diminuito ma la sua massa è rimasta immutata (
figura 21
).
La trasformazione dell’acqua in ghiaccio è un fenomeno fisico, per cui
possiamo affermare che la massa di un corpo non varia al variare delle sue
condizioni fisiche. Si può dimostrare che questo principio, definito appunto
principio di conservazione della massa
, mantiene la sua validità anche
nelle trasformazioni chimiche. La sua formulazione in ambito chimico è
merito dello scienziato francese
Antoine-Laurent de Lavoisier
(1743-1794).
5
La densità
Il fatto che un corpo materiale possa facilmente mutare il suo volume, ma
non la sua massa, rende opportuno introdurre una nuova grandezza fisica
derivata, la
densità
.
figura 20
Il centro di massa
di un corpo lanciato verso
l’alto con una certa inclinazione
rispetto all’orizzontale
descrive una parabola,
indipendentemente dalla sua
forma.
figura 21
Nelle trasformazioni
dello stato fisico della materia
la massa dei reagenti si conserva.
La dEnsità
La
densità
(
δ
) di un corpo materiale è definita come il rapporto tra la sua
massa (
m
) e il suo volume (
V
). Cioè:
δ
=
m
V
Nel SI, misurando la massa in kg e il volume in m
3
, la densità risulta misurata in kg/m
3
.
Se la materia che forma il corpo è distribuita in modo uniforme, il precedente
rapporto fornisce la sua effettiva densità. In caso contrario esso rappresenta la
densità media
.
1.
La densità dell’acqua liquida è uguale a quella del ghiaccio? Per quale
motivo?
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