6. L'enigma della ruota del carro.

 Attacchiamo al cerchione della ruota di un carro o di una bicicletta, un pezzo di carta colorato ed osserviamolo mentre si muove il carro o la bicicletta. Noteremo un fenomeno strano:  quando la ruota gira, il pezzo di carta si vede abbastanza bene quando si trova nella parte inferiore della stessa, mentre al passaggio per la parte superiore è così veloce che non c’è tempo di distinguerlo.  Si ha l’impressione che la parte superiore della ruota si muova più velocemente della parte inferiore. Lo stesso fenomeno si può osservare nel moto dei raggi superiori ed inferiori delle ruote di qualsiasi carrozza. Si noterà che i raggi superiori si muovono confondendosi fra loro, come se formassero un corpo unico e continuo, mentre gli inferiori si distinguono nettamente fra loro. Anche in questo caso sembra che la parte superiore della ruota si muova più velocemente della parte inferiore.
In cosa consiste il segreto di questo fenomeno tanto strano? E’ molto semplice:  nel fatto che la parte superiore della ruota si muove effettivamente più velocemente dell'inferiore. Questo fatto sembra inverosimile a prima vista, ma basta un semplice ragionamento per convincerci della sua realtà. Accade che ogni punto della ruota compie simultaneamente due movimenti:  uno di rotazione, attorno al suo asse, ed un altro di avanzamento, insieme a questo stesso asse. Avviene, dunque, la stessa cosa che accade nel caso della sfera terrestre: una combinazione di due movimenti, il cui risultato è differente per le parti inferiore e superiore della ruota. Nella parte superiore, il movimento di rotazione della ruota si somma a quello di avanzamento, poiché questi due movimenti vanno nello stesso verso.
Nella parte inferiore, al contrario, il movimento di rotazione ha direzione contraria a quello di avanzamento e, quindi, si sottrae da quest’ultimo. Ecco quindi perché la parte superiore della ruota si muove più in fretta, rispetto ad un osservatore fisso, della parte inferiore della stessa.  Per dimostrare che effettivamente le cose vanno così, si può fare un semplice esperimento. Conficchiamo un palo vicino alla ruota di un carro fermo, di fronte al suo asse.



Fig. 7.  Dimostrazione che la parte superiore della ruota si muove più in fretta che l'inferiore. Si paragoni la distanza tra i punti A e B della ruota in movimento, disegno della destra, rispetto al palo fisso

Nella parte più alta e più bassa della ruota facciamo, con un gessetto, dei segni di riferimento. Questi segni si troveranno anche allineati con il palo. Fatto ciò, spostiamo il carro verso destra, fino a che l'asse della ruota si allontani dal palo circa 20 o 30 centimetri, ed osserviamo come si sono mossi i segni di riferimento. È chiaro che il segno superiore A ha subito uno spostamento molto maggiore di quello del segno inferiore B,  il quale si è appena scostato dal palo.

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