Mission to mars
Data pubblicazione: 14-apr-2011 9.30.08
Per illustrare il principio di azione e reazione, abbiamo discusso uno spezzone di un famoso film di fantascienza.Quattro astronauti devono lasciare la loro nave per rifugiarsi in un piccolo modulo di atterraggio su marte, ma devono darsi la spinta in qualche modo e soprattutto frenare una volta arrivati.Nel filmato si evidenziano due fenomeni fisici: la conservazione della quantità di moto e il principio di azione e reazione.
Le tute degli astronauti hanno dei piccoli propulsori. Come tutti i motori a reazione, funzionano a causa della conservazione della quantità di moto: espellono a grandissima velocità un gas all'indietro per far avanzare l'astronauta in avanti.La massa del gas è molto bassa, ma la sua velocità è così alta che la quantità di moto del gas è di molte decine di kilogrammi per metri al secondo. Sufficiente a spingere il capo missione ad una velocità così alta che non riesce più a frenare.Una volta esaurito il gas nei propulsori, gli astronauti continuano a muoversi a velocità costante. Ti ricordi per quale principio in assenza di forze gli oggetti si muovono a velocità costante?Proviamo a cambiare il finale della scena: Se la donna (ferma) riuscisse a passare il cavo al capo missione (che si muove), e iniziasse a tirare il cavo, cosa succederebbe?
- Il capo missione andrebbe verso di lei?
- Oppure sarebbe lei ad andare verso il capo missione?
- Oppure tutte e due le cose contemporaneamente?
Cambierebbe qialcosa se fosse il capo missione a riavvolgere il cavo? Cominciamo dal caso in cui anche il capo missione è fermo.Qui c'è nascosta una legge di conservazione! Il punto in cui i due astronauti si incontreranno, rimane lo stesso per tutto il moto. In effetti, non dipende affatto dal modo in cui il cavo viene tirato.Si può enunciare come conservazione del baricentro. Il baricentro, cioè il centro della massa totale tra la donna e l'uomo, rimane fermo.
Vediamo la cosa in un video.
Non è difficile rendersi conto che in generale (cioè se la donna e l'uomo si muovono) vale il principio di conservazione della quantità di moto del baricentro , ossia della velocità del baricentro moltiplicata per la massa totale del sistema.
Il principio di azione e reazione.
Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.
Avrete già sentito in molti questa frase, ma vediamo bene cosa significa.
Nel tiro alla fune tra gli astonauti, o tra gli uomini seduti sui carrellini, il baricentro rimane fermo, ma gli attori si muovono!
Se prima erano fermi e ora si muovono, è segno che c'è o c'è stata una forza.
La questione è: la forza che fa spostare il tizio ad un capo, è diversa da quella che fa spostare il tizio all'altro capo?