IN FABULA, SCIENTIA

La fisica raccontata divertendo

	Esperimento n. 8 La forza centripeta

LE MACCHINE DI GALILEIANA

“Grand bombarde de rotazion”   (113x36x66 cm)

Con questa macchina si mostra che quando viene a mancare la forza centripeta
applicata ad una massa che si muove di moto cricolare uniforme,
quella massa continua a muoversi nella direzione
della tangente alla circonferenza
(nel punto in cui è venuta a mancare la forza centripeta).

Esperimento:

Si mette in rotazione il disco circolare e con esso la palla legata ad un sottile filo.
Quando si abbassa la lama, il filo viene tagliato e la palla va a colpire le sagome degli spettatori
che si trovano nella dirazione della tangente alla circonferenza in quel punto
(contrariamente a quanto previsto nel racconto, secondo cui la palla doveva colpire
il bersaglio del cavaliere, posto nella direzione della forza centrifuga)
Gli spettatori cadono, la palla ruzzola proseguendo il suo moto e il cavaliere rimane intatto.

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Utilità:

Con questa macchina si intuisce il rapporto
tra velocità angolare e velocità tangenziale
in un moto circolare uniforme.

Esperimento:

Si lasciano cadere dalla stessa altezza due palline lungo le due rotaie parallele, ugualmente inclinate.
Si nota che esse arrivano contemporaneamente ai relativi traguardi.
Nella prima rotaia, di raggio R, il traguardo è posto  ad un angolo di 180°.
Nella seconda rotaia il raggio è uguale a 2R e l’angolo è la metà del primo (90°).
Essendo uguali i tempi di percorrenza dei due archi,
si deduce che il rapporto tra la velocità angolare e il raggio è costante.
Poiché le velocità raggiunte dalle palline alla fine delle rotaie sono uguali,
si può ipotizzare la relazione:

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Utilità:

Con questa macchina si dimostra che in assenza di una forza centripeta,
(espressa da una parete di forma circolare),
cioè quando la parete si interrompe,
la pallina continua a muoversi lungo la tangente alla circonferenza.

Esperimento:

Si lascia cadere la pallina lungo la guida di sinistra.
Una volta arrivata sul piano orizzontale, la pallina segue la curva circolare del vincolo (la parete),
alla fine del quale prosegue il suo moto lungo la linea tracciata sul piano
e perpendicolare al raggio della circonferenza (la tangente).
La cosa si ripete  una seconda volta con la seconda parete,
determinando la caduta della pallina in un pozzetto
posto lungo la direzione della seconda tangente.