Accelerazione e decelerazione di gravità

I corpi pesano perché sono soggetti alla forza di gravità; per questo motivo si chiamano anche gravi. Un grave qualsiasi, per es. un sasso, quando è lasciato cadere dall'alto liberamente e senza ricevere nessuna spinta iniziale, segue la verticale indicata dal filo a piombo e si dirige verso il centro della Terra.
Si può dimostrare sperimentalmente che ogni grave, cadendo:
— nel 1° secondo percorre circa 5 metri;
— nel 2° secondo percorre circa 15 metri;
— nel 3° secondo percorre circa 25 metri; e così via.
Si tratta perciò di un movimento uniformemente accelerato perché ha un aumento uniforme di circa 10 m/sec2. Tale accelerazione è denominata accelerazione di gravità e corrisponde in media a 9,8 m/sec2.
Se si lancia, invece, un grave verticalmente verso l’alto, esso si muove di moto uniformemente ritardato: la sua velocità diminuisce cioè di 9,8 m/sec (= decelerazione), quando la velocità diviene nulla, la direzione del movimento si inverte e il corpo cade con moto uniformemente accelerato, con accelerazione di 9,8 m/sec2.

Tutto questo però si verifica operando nel vuoto, ossia in assenza d’aria. L’aria offre però resistenza e, per esempio, un foglietto di carta, lasciato cadere dall’alto, prima di toccare il suolo ondeggia nell’aria; mentre una pietra, lasciata cadere contemporaneamente, arriva al suolo in minor tempo.
Anticamente si credeva che la velocità di caduta dei corpi fosse direttamente proporzionale al loro peso. Galileo (1564-1642) per primo dimostrò che tale credenza era un errore e concluse che se non ci fosse l’aria a opporre resistenza, tutti i corpi, di qualunque peso, cadrebbero con moto uniformemente accelerato. Le conclusioni di Galileo si possono sperimentalmente confermare mediante il tubo di Newton.
Durante la spedizione lunare «Apollo 15» (agosto 1971) l’astronauta Scott, sul suolo lunare privo d’atmosfera, eseguì al vero l’esperimento ideato da Galileo e realizzato da Newton. Scott sollevò in alto un martello e una piuma e poi, nello stesso istante, li lasciò cadere: i due oggetti toccarono il suolo lunare contemporaneamente, confermando che nel vuoto i corpi di peso (massa) differente cadono con identica velocità.

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