Sperimentare la gravità
Muoversi nello Spazio - 1
Ci sembra abbastanza naturale aspettarci una maggiore libertà di
movimento nello spazio, poiché lassù non abbiamo più a che fare
con la forza peso.
Tuttavia, meno forze che agiscono su un corpo significano anche
una maggiore conservazione del proprio stato di quiete o di moto.
In fisica, infatti, sono quattro i principi di conservazione, vere e
proprie leggi generali della Natura, in base a cui si possono comprendere e prevedere fenomeni fisici anche molto complessi.
In un sistema isolato, che non scambia energia né materia con
l’ambiente circostante, si conservano infatti l’energia totale, la
quantità di moto, il momento angolare e la carica elettrica.
In particolare:
la quantità di moto è associata al moto traslatorio
di un corpo, e dipende dalla velocità e dalla massa
il momento angolare è invece legato allo stato di
rotazione di un corpo; dipende dalla velocità angolare di
rotazione e dalla distanza della massa dall’asse di rotazione
In questa sezione proverai direttamente, nello spazio come sulla
Terra, l’enorme importanza e l’efficacia dei primi tre principi di
conservazione.
Nella vita di tutti giorni, l’effetto dei principi di conservazione è
ridotto dall’intervento di forze come le reazioni vincolari (che ci
impediscono di sprofondare al suolo, come vorrebbe il peso) o i
vincoli rotatori. Questa volta però slacciamo le cinture e lasciamoci guidare solo dalle leggi fisiche…
Esempi di applicazione dei principi di conservazione non sono inusuali: i tuffatori sanno sfruttare
la conservazione del momento angolare, così come le trottole. Le navicelle delle montagne russe
sfruttano la conservazione dell’energia meccanica e dei momenti, infatti dopo essere state
portate ad un’altezza elevata da un motore proseguono semplicemente trasformando l’energia
potenziale in cinetica. Il gioco del biliardo, gli urti e le esplosioni, sono esempi di conservazione
della quantità di moto.
ESPERIMENTO
Con l’aiuto della guida, prova l’ebbrezza di trovarti nello spazio, finalmente libero dal tuo stesso peso! Prova ad afferrare oggetti e… a far
ruotare una ruota da bicicletta. Scoprirai che le cose sono meno intuitive
(e semplici) del previsto…
Ballerine e pattinatrici sanno sfruttare
il principio di conservazione del
momento angolare per modificare la
loro velocità di rotazione. In quale dei
due casi ruotano più velocemente?
Impara inoltre cosa sono i fenomeni giroscopici e quali sono i vantaggi
dello strumento giroscopio. Scopri la validità della conservazione del
momento angolare sia nello spazio che sulla Terra.
