8. Quanto pesa un corpo quando cade?

Avete notato la sensazione tanto strana che si ha all’inizio della discesa in un ascensore? È qualcosa come il normale senso di leggerezza che avverte una persona quando cade. Essa non è, né più né meno, che la sensazione di imponderabilità. Nel primo istante, quando il l'ascensore comincia a scendere e noi non abbiamo ancora una velocità uguale alla sua, il nostro corpo preme appena sul suo pavimento e, quindi, pesa molto poco. Non appena passa questo istante, sparisce questa strana sensazione, e il nostro corpo, tendendo a scendere più in fretta dell'ascensore che scende con moto, preme sul suo pavimento in modo tale da tornare a recuperare completamente il suo peso ordinario.

Appendiamo un corpo al gancio di un dinamometro ed osserviamo come si muove l'indice, se contemporaneamente abbassiamo rapidamente il dinamometro  con il peso appena agganciato: per una maggiore visibilità possiamo mettere un pezzettino di sughero nella scanalatura del dinamomentro e vedere come varia la sua posizione. Ci convinceremo che, durante questo rapido movimento, l'indice non segna il peso totale del corpo, bensì molto meno. Se il dinamometro cadesse liberamente con il corpo agganciato ed avessimo la possibilità di osservare l'indice in questa condizione, constateremmo che il corpo, durante la caduta, non ha alcun peso, cioè che l'indice segnerebbe zero.
I corpi più pesanti diventano imponderabili durante una loro caduta. Non è difficile comprendere il perché. Tutto si riconduce al fatto che, generalmente, chiamiamo "peso" di un corpo la forza che esso esercita sul punto in cui è appeso o con cui preme sulla superficie su cui appoggia. Ma quando se il corpo cade, non esercita alcuna trazione sulla molla del’eventuale dinamometro a cui è agganciato, poiché anche quest’ultimo sta cadendo. In queste condizioni, il corpo in caduta non allunga né comprime alcunchè. Quindi, chiedersi quanto pesa un corpo quando cade, è la stessa cosa che chiedersi quanto pesa un corpo imponderabile.  Galileo (visitare pagina di Galileo Galilei), il fondatore della meccanica, scriveva già nel secolo XVII:  "Noi sentiamo un carico sulle nostre spalle, quando cerchiamo di evitare la sua caduta. Ma se cominciamo a muoverci verso il basso con la stessa velocità del carico, come è possibile che esso c'opprima o ci affatichi? Questo è la stessa cosa che voler ferire con una lancia qualcuno che corra davanti a noi con la nostra stessa velocità».

 

Fig. 24.  Esperimento per dimostrare l'imponderabilità dei corpi che cadono.

 Il semplice esperimento che descriviamo di seguito conferma chiaramente questi ragionamenti.  Collochiamo uno schiaccianoci su uno dei piattelli di una bilancia a braccia, in modo che una delle sue leve posi sul piattello stesso, mentre l'altra sia legata con un filo al gancio del braccio (fig. 24). Fatto ciò, mettiamo nell’altro piattello dei pesi fino a che la bilancia sia in equilibrio. Se avviciniamo allora un cerino acceso al filo, questo brucerà e la leva superiore dello schiaccianoci cadendo si poserà sul piattello.  Ma, che cosa succederà nel frattempo alla bilancia? Farà scendere, salire o manterrà in equilibrio il piattello su cui posa lo schiaccianoci, mentre cade la seconda leva?  Ora, poichè già sappiamo che i corpi che cadono non pesano, possiamo dare in anticipo la risposta giusta a questa domanda:  il piattello con lo schiaccianoci salirà per un momento.
In effetti la leva superiore dello schiaccianoci, anche se rimane collegata alla leva inferiore posata sul piattello, tuttavia sollecita il piattello meno che quando era legata al gancio del braccio della bilancia. Il peso dello schiaccianoci diminuisce per un istante e, come è naturale, il piattello con lo schiaccianoci sale.

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