sistema_di_riferimento_localmente_inerziale

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sistema_di_riferimento_localmente_inerziale [23/03/2020 18:09] – Roberto Puzzangherasistema_di_riferimento_localmente_inerziale [04/10/2025 10:39] (versione attuale) – Roberto Puzzanghera
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 ====== Sistemi di riferimento in volo libero ====== ====== Sistemi di riferimento in volo libero ======
  
-Dove lo trovo un [[sistema di riferimento inerziale]]? Come sappiamo in questi riferimenti vale la [[primo principio della dinamica|legge d'inerzia]]. Se immaginiamo un corpo in quiete, posto in un luogo che non sia influenzato dalla [[forza di gravità]] di stelle, pianeti, galassie etc, un luogo lontanissimo da ogni oggetto materiale insomma, quello è sicuramente un [[sistema di riferimento inerziale]].+Dove lo trovo un [[sistema di riferimento inerziale]]? Come sappiamo in questi riferimenti vale la [[primo principio della dinamica|legge d'inerzia]]. Se immaginiamo un corpo in quiete, posto in un luogo che non sia influenzato dalla [[forza di gravità]] di stelle, pianeti, galassie etc., un corpo lontanissimo da ogni oggetto materiale insomma, quello è sicuramente un [[sistema di riferimento inerziale]].
  
 Non dovrebbe essere difficile accettare l'idea che un [[sistema di riferimento|riferimento]] nel quale la gravità è assente sia [[sistema di riferimento inerziale|inerziale]]. Non dovrebbe essere difficile accettare l'idea che un [[sistema di riferimento|riferimento]] nel quale la gravità è assente sia [[sistema di riferimento inerziale|inerziale]].
  
-Ma come possiamo ottenere anche qui sulla Terra un simile riferimento senza gravità? **In un riferimento in caduta libera non c'è peso!** Lo dimostrano il mitico esperimento delle tavolette e l'altro altrettanto bello e semplice della bottiglia bucata lanciata per aria, dove si vede che l'acqua non fuoriesce durante la caduta perchè la gravità (e quindi la forza di pressione) è assente.+Ma come possiamo ottenere anche qui sulla Terra un simile riferimento senza gravità? **In un riferimento in caduta libera non c'è peso!** Lo dimostrano il mitico esperimento delle tavolette e l'altro altrettanto bello e semplice della bottiglia bucata lanciata per aria, dove si vede che l'acqua non fuoriesce durante la caduta perchè la forza peso (e quindi la forza di pressione) è assente.
  
 Anche facendo volare la bottiglia bucata di moto parabolico si vede la stessa cosa. Anche facendo volare la bottiglia bucata di moto parabolico si vede la stessa cosa.
 +
 +{{youtube>sO0MxNHHfZo|Gravità e caduta libera}}
  
 Gli astronauti in orbita intorno alla Terra cadono continuamente verso il centro della Terra, ma non vi si avvicinano mai. Essendo essi in caduta libera sperimentano l'[[assenza di peso in orbita|assenza di peso]]. Gli astronauti in orbita intorno alla Terra cadono continuamente verso il centro della Terra, ma non vi si avvicinano mai. Essendo essi in caduta libera sperimentano l'[[assenza di peso in orbita|assenza di peso]].
  
-Questi ultimi due esempi ci fanno riflettere sul fatto che forse il termine "caduta" può essere male interpretato, anche se corretto; diremo piuttosto sistema di riferimento **in volo libero**, a significare che l'assenza di peso si ha non solo quando il moto è di caduta //verso// il centro, ma persino quando ci si allontana da esso **a condizione che l'unica forza agente sia la forza di gravità**.+Questi ultimi due esempi ci fanno riflettere sul fatto che forse il termine "caduta" può essere male interpretato, anche se corretto; diremo piuttosto "sistema di riferimento **in volo libero**", a significare che l'assenza di peso si ha non solo quando il moto è di caduta //verso// il corpo che genera il campo gravitazionale, ma persino quando ci si allontana da esso **a condizione che l'unica forza agente sia la forza di gravità**.
  
-In un siffatto laboratorio volante le cose vanno esattamente come se la gravità non ci fosse, quindi ogni massa in quiete in quel riferimento rimane in quello stato e ogni massa in [[moto rettilineo uniforme]] persevera indefinitamente in quello stato di moto. +In un siffatto laboratorio volante le cose vanno esattamente come se la gravità non ci fosse, quindi ogni massa in quiete in quel riferimento rimane a riposo e ogni massa in [[moto rettilineo uniforme]] persevera indefinitamente in quello stato di moto. 
  
 Infatti se lancio una palla per aria quando mi trovo in un ascensore in caduta libera questa si muove esattamente di [[moto rettilineo uniforme]]; dal riferimento solidale con la Terra si osserva invece una traiettoria parabolica. Infatti se lancio una palla per aria quando mi trovo in un ascensore in caduta libera questa si muove esattamente di [[moto rettilineo uniforme]]; dal riferimento solidale con la Terra si osserva invece una traiettoria parabolica.
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 Quindi due punti che si trovano distanti sulla verticale $A-B-C$ tendono ad allontanarsi, mentre due punti che si trovano alla stessa distanza dal centro di gravità tendono ad avvicinarsi per effetto di strane [[forza apparente|forze apparenti]] che noi chiamiamo [[maree|forze di marea]]. Quindi due punti che si trovano distanti sulla verticale $A-B-C$ tendono ad allontanarsi, mentre due punti che si trovano alla stessa distanza dal centro di gravità tendono ad avvicinarsi per effetto di strane [[forza apparente|forze apparenti]] che noi chiamiamo [[maree|forze di marea]].
  
-Pertanto restringeremo la definizione di riferimento inerziale in volo libero a quegli ambienti che abbiano una estensione sufficientemente piccola da poter trascurare le variazioni di $\vec g$ al suo interno, e chiameremo questi sistemi **localmente inerziali**. +Pertanto restringeremo la definizione di riferimento inerziale in volo libero a quegli ambienti che abbiano una estensione sufficientemente piccola da poter trascurare le variazioni di $\vec g$ al loro interno, e chiameremo questi sistemi **localmente inerziali**. 
  
 ===== Problemi ===== ===== Problemi =====
  
-  - Perchè gli astronauti non avvertono il peso e fluttuano nell'aria? +  - Perchè gli astronauti non avvertono il peso e fluttuano nello spazio? 
-  - Cosa succede a un pendolo in volo libero? E una molla?+  - Cosa succede a un pendolo in volo libero? E a una molla?
   - Calcolare il campo gravitazionale del Sole sulla Terra.    - Calcolare il campo gravitazionale del Sole sulla Terra. 
-  - Discutere se e perchè il campo di cui al quesito precedente produce degli effetti sensibili quaggiù, a parte la rivoluzione terrestre; ovvero: perchè le cose non cadono ad est la mattina ed a ovest la sera? Di quanto sarebbe lo scostamento presunto rispetto alla verticale se si lasciasse cadere un oggetto da un grattacielo alto $400m$? [$24cm$]+  - Discutere se e perchè il campo di cui al quesito precedente produce degli effetti sensibili quaggiù, a parte la rivoluzione terrestre; ovvero: perchè le cose non cadono ad est la mattina ed a ovest la sera? Di quanto sarebbe lo scostamento presunto rispetto alla verticale se si lasciasse cadere un oggetto da una torre alta $400m$? [$24cm$]
   - La Terra è in caduta libera (orbita attorno) anche rispetto alla Luna? Se sì, descrivere in che modo avviene il moto dei due pianeti.   - La Terra è in caduta libera (orbita attorno) anche rispetto alla Luna? Se sì, descrivere in che modo avviene il moto dei due pianeti.
   - Calcolare la posizione del centro di massa del sistema Terra-Luna.   - Calcolare la posizione del centro di massa del sistema Terra-Luna.
  
 {{tag>fisica meccanica relatività}} {{tag>fisica meccanica relatività}}
  • sistema_di_riferimento_localmente_inerziale.1584986970.txt.bz2
  • Ultima modifica: 23/03/2020 18:09
  • da Roberto Puzzanghera