LE LEGGI DEL MONDO FISICO

RIFLETTIAMO SULLE ESPERIENZE QUOTIDIANE PER SPIEGARE CON PAROLE SEMPLICI E CON QUALCHE FORMULA LE LEGGI SCRITTE DA DIO NELLA STRUTTURA DEL MONDO FISICO

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Webmaster ed Autore: Prof. Antonino Cucinotta
Dottore in Fisica
Copyright 2002 - Tutti i diritti riservati


Vi consigliamo di visitare questi siti/We recommend to you to visit these websites:
http://www.culturacattolica.it/
http://www.librishop.it/

LA PRIMA LEGGE DELLA DINAMICA (PRINCIPIO D'INERZIA DI GALILEI-NEWTON)

L'IMPULSO DI UNA FORZA E LA QUANTITA' DI MOTO DI UN CORPO

LA SECONDA LEGGE DELLA DINAMICA (LEGGE DI GALILEI-NEWTON)

LA TERZA LEGGE DELLA DINAMICA (PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE DI NEWTON)

LA LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

LA LEGGE GALILEIANA DI CADUTA DEI GRAVI

IL PRINCIPIO DI RELATIVITA' DI GALILEO

IL PRINCIPIO DI EQUIVALENZA DI EINSTEIN TRA MOTI ACCELERATI E CAMPI GRAVITAZIONALI)

IL TEOREMA DELLE FORZE VIVE (TEOREMA LAVORO-ENERGIA)

ILPRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA QUANTITA' DI MOTO

LA SECONDA LEGGE DELLA DINAMICA DEI SISTEMI MATERIALI IN MOTO ROTATORIO

IL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DEL MOMENTO ANGOLARE

L'ATTRITO

LA RESISTENZA IDRODINAMICA

LA RESISTENZA AERODINAMICA

IL PRINCIPIO DI PASCAL

I PRINCIPI DI ARCHIMEDE E DI STEVINO

IL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA MASSA

LA PROPAGAZIONE DEL CALORE

IL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA ED I PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA

TRASFORMAZIONI DI CALORE IN LAVORO MECCANICO

L'UNIFICAZIONE RELATIVISTICA DEI PRINCIPI DI CONSERVAZIONE DELLA MASSA E DELL'ENERGIA

I CAMPI ELETTRICI

IL LAVORO DELLE FORZE ELETTRICHE>

LE LEGGI DI OHM E DI JOULE

I CAMPI MAGNETICI

LA LEGGE DI AMPERE (TEOREMA DELLA CIRCUITAZIONE MAGNETICA)

LA LEGGE DI FARADAY-NEUMANN (LEGGE DI INDUZIONE ELETTROMAGNETICA)

FORZE ELETTROMAGNETCHE (DI LORENTZ) AGENTI SU CARICHE ELETTRICHE IN MOTO IN CAMPI MAGNETICI

FORZE ELETTROMAGNETICHE AGENTI SU CIRCUITI ELETTRICI SOGGETTI A CAMPI MAGNETICI

FORZE ELETTROMAGNETICHE (ELETTRODINAMICHE) AGENTI TRA CIRCUITI ELETTRICI

L'ELETTROMAGNETISMO DI MAXWELL

I CAMPI ELETTROMAGNETICI E LA PROPAGAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

LE LEGGI DI RIFLESSIONE E RIFRAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

LA POLARIZZAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

L'INTERFERENZA DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

LA DIFFRAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

L'EFFETTO DOPPLER

LA LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

L'intuizione dell' universalità della legge di gravitazione, cioè della forza attrattiva che agisce tra due corpi, si deve a Newton.
Secondo un notissimo aneddoto, tale geniale intuizione fu originata dal brusco risveglio di Newton colpito in testa da una mela, mentre era beatamente addormentato sotto un albero.
Aneddoto a parte, Newton pensò all'esistenza di un' unica forza, la forza gravitazionale, responsabile sia della caduta libera dei corpi sulla Terra, sia del moto orbitale della Luna attorno alla Terra e dei pianeti attorno al Sole, pervenendo così all' unificazione delle leggi della meccanica terrestre e della meccanica celeste.
Per forza di gravità s'intende la forza di attrazione gravitazionale tra due masse qualsiasi , M1 ed M2, poste ad una distanza R l'una dall'altra.
L'intensità della forza di gravità è direttamente proporzionale al prodotto delle masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza : F = G M1M2/R2.
La costante di proporzionalità G è la costante di gravitazione universale, che si può determinare sperimentalmente misurando la debolissima forza gravitazionale con cui si attraggono due masse di valore noto, poste ad una data distanza.
Essendo straordinariamente piccola la costante G, che fu determinata sperimentalmente per la prima volta da Lord Cavendish nel 1798, utilizzando una speciale bilancia di torsione da lui stesso inventata per eseguire una misura così delicata (G ~= 6,67 *10-11 newton.metro2/kg2),
risulta altrettanto piccola la forza attrattiva tra due masse, anche se queste sono abbastanza grandi (centinaia di chilogrammi) .
La notevole intensità della forza di gravità che attrae i corpi verso il centro della Terra, si spiega considerando la grandissima massa terrestre, misurata per la prima volta da Lord Cavendish, dopo avere determinato il valore di G.
Poichè la Terra può essere considerata, in prima approssimazione , come una sfera massiccia con raggio medio RT ~= 6400 km e densità uniforme, è lecito assumere che l'accelerazione di gravità g di un corpo qualsiasi in caduta libera da un' altezza non molto grande (<1 km) rispetto a RT (g = forza di gravità F agente su un corpo di massa m: g = mg/m = F/m =(GmMT/RT2)/m= GMT/RT2~=9,8metri/secondo2) ,
sia praticamente costante e pari a quella prodotta da una massa puntiforme MT posta ad una distanza media RT dai corpi in caduta libera.
Il valore della massa terrestre è  MT = g RT2/ G ~= 6 . 1024 kg
( 6 milioni di miliardi di miliardi di chilogrammi).
Pertanto, i corpi su cui si possano ritenere trascurabili gli effetti di tutte le altre forze, cadono liberamente, in prossimità della superficie terrestre, con un' accelerazione il cui valore non dipende dalla loro massa, in quanto la forza di gravità, che determina la loro caduta, è direttamente proporzionale alla loro massa.
Questa proprietà è valida soltanto per la forza di gravità, che è proporzionale ad una speciale "carica fondamentale della natura" di cui è dotata tutta la materia: la massa gravitazionale, che è la massa che genera i fenomeni gravitazionali e coincide numericamente con la massa inerziale.
Si tenga presente che la massa inerziale (inerzia) è invece quella che si oppone all'accelerazione prodotta da una forza.

LA LEGGE DI GALILEI
SULLA CADUTA DEI GRAVI

Le celebri esperienze sulla caduta dei gravi, effettuate da Galileo operando sia dalla sommità della torre di Pisa, sia utilizzando il piano inclinato, lo portarono a dedurre
l' indipendenza del valore dell' accelerazione di gravità
(g ~= 9,8 metri/secondo2 ) dalla massa M del corpo in caduta libera, qualora si possano ritenere trascurabili gli effetti prodotti dalle forze aerodinamiche (resistenza dell'aria).
Quando infatti gli esperimenti sulla caduta libera dei gravi vengono effettuati nel vuoto, per esempio lasciando cadere due corpi con masse diverse in un tubo di vetro dal quale sia stata estratta l'aria mediante una pompa (il cosiddetto tubo di Newton), si verifica l'uguaglianza dei tempi di caduta libera nel campo di gravità.
Ricordiamo in proposito l'esperimento eseguito sulla superficie lunare dagli astronauti statunitensi di una delle prime missioni Apollo.
In quell'occasione, dopo avere riscontrato l' uguaglianza dei tempi di caduta libera di due corpi con masse diverse nel vuoto dell' ambiente lunare, esclamarono: "Avevi ragione Signor Galileo".
Possiamo rendercene conto lasciando cadere da un' altezza H di qualche metro due sferette aventi lo stesso raggio e masse diverse, per esempio una sferetta di ferro ed un' altra di materiale plastico, e verificando l'uguaglianza dei tempi di caduta libera Tc.
Essendo il moto delle sferette naturalmente accelerato, cioè con accelerazione costante g , si ha: H = (1/2) g Tc2, da cui si ottiene Tc estraendo la radice quadrata di (2H/g).
Dalla verifica dell' uguaglianza dei tempi di caduta libera, si deduce l'identità dell'accelerazione di gravità per i due corpi.
Se invece, per evidenziare l'effetto della resistenza dell'aria, si ripetesse l'esperimento utilizzando due sfere aventi la stessa massa, ma raggi molto diversi, per esempio con rapporto 1/10, si rileverebbe un tempo di caduta sensibilmente maggiore per la sfera più grande, la quale, avendo una superficie 100 volte maggiore, sarebbe soggetta ad una resistenza aerodinamica 100 volte maggiore, e quindi cadrebbe con una minore accelerazione di gravità.
In questo caso non si può applicare il principio di Galileo dell' indipendenza dell'accelerazione di caduta libera dalla massa del corpo, poichè questo, diversamente da quanto si verifica nel vuoto, è soggetto sia alla forza di gravità che alla resistenza aerodinamica.

A ricordo del passaggio della cometa Hale Bopp

Ghiaccio vagante nel cielo,
luce siderale carica di mistero,
diffondi la tua chioma d'argento
messaggera di eternità.
Pellegrina solitaria del cosmo,
affascini chi ti scorge nelle notti serene
e si annulla nella tua
immagine che sa d'infinito.
Tremila anni ad ogni tuo passaggio.
Ti videro genti oggi estinte,
ti vediamo noi una volta sola,
simbolo del nostro limite,
silente calendario dell'eternità.

By Webmaster




ORBITA ELLITTICA DI UN SATELLITE
NEL CAMPO GRAVITAZIONALE DI UN PIANETA


SFERA CHE ROTOLA CON ACCELERAZIONE COSTANTE SU UN PIANO INCLINATO


IL MOTO UNIFORME ORIZZONTALE SI COMPONE CON IL MOTO VERTICALE CON ACCELERAZIONE COSTANTE PER DARE ORIGINE AL MOTO PARABOLICO DEL CORPO NEL CAMPO GRAVITAZIONALE TERRESTRE



PAGINA   PRECEDENTE
PAGINA   SUCCESSIVA