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From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Sun, 10 Nov 2002 20:16:26 +0100

Francesco ha scritto:
> Non riesco a capire come sia possibile creare la gravita', per esempio nello
> spazio aperto in cui il campo di gravita' di pianeti e altre masse
> circostanti puo' considerarsi nullo per mezzo della rotazione.
Molto probabilmente sei troppo giovane per aver visto "2001 odissea
nello spazio".

C'e' un'astronave molto grande, a forma di ciambella, che ruota attorno
al suo asse. Gli astronauti vivono nella ciambella e sentono una
"gravita'" diretta verso l'esterno.
E' semplicemente quella che si chiama correntemente "forza centrifuga".
Molto spesso il termine viene usato a sproposito, ma qui e'
perfettamente corretto.
Sei in un sistema di riferimento che ruota. Stai fermo rispetto alle
pareti e al pavimento dell'astronave, il che vuol dire che rispetto a un
riferimento inerziale ti stai muovendo di moto circolare uniforme (vel.
angolare w).

Come saprai, per tenere un corpo in moto circolare uniforme occorre una
forza mw^2 r (r e' il raggio della ciambella, m la tua massa). Chi
produce questa forza? Il pavimento dell'astronave, che ti spinge "verso
l'alto" (ossia verso l'asse di rotazione).
Ma tu che non sai niente di tutto questo, e credi di essere fermo,
interpreti questa forza come la reazione necessaria per equilibrare una
forza "apparente" che ti spinge 'verso il basso" (ossia verso
l'esterno): questa e' la forza centrifuga.

Questa forza si comporta a tutti gli effetti come la gravita': in
particolare, e' proporzionale alla massa del corpo, proprio come il
peso.
Piccolo esercizio: se il raggio della ciambella e' 100 metri, quanto
deve girare velocemente per simulare la gravita' terrestre?
Basta scrivere w^2 r = g e risolvere per w: si trova circa 0.3 rad/s e
il periodo e' T = 2pi/w = 20 secondi circa.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Sun Nov 10 2002 - 20:16:26 CET