La forza di gravità e l'altitudine

Martedì 20 aprile 2010, sono venuti presso la nostra scuola, gli studenti di una classe prima del Liceo Tecnologico dell'Istituto Cobianchi di Verbania Intra. Sono venuti, accompagnati da un docente di fisica per eseguire alcune prove riguardanti un esperimento sulla caduta dei corpi in quota. Abbiamo lavorato nel ricreatorio, divisi a piccoli gruppi. Ad ogni gruppo hanno inserito anche uno o due di noi alunni della scuola media.

Prima di incontrare i ragazzi del liceo, abbiamo cercato, in classe, di conoscere meglio l'argomento degli esperimenti. Vediamo una breve sintesi.

Galileo Galilei ha dimostrato per primo, che i corpi in caduta libera da una stessa altezza, toccano terra nello stesso tempo ed indipendentemente dal loro peso. Ovviamente tralasciando gli effetti dovuti all'attrito dell'aria su oggetti molto leggeri come una piuma o un sottile foglio di carta. Infatti, solo oggetti molto leggeri possono essere sostenuti nella loro caduta. Questo principio viene ancora oggi sfruttato nei lanci con un paracadute, per sostenersi in aria e rallentare la velocità con cui si raggiunge il suolo.

Si racconta che Galileo salisse sulla cima della torre di Pisa, sua città natale, e lasciasse cadere contemporaneamente oggetti vari di pesi diversi.

In un celebre esperimento, il grande scienziato utilizzò delle sfere, che fece rotolare su di un piano inclinato, misurando il tempo impiegato per arrivare in fondo con un orologio ad acqua perché ai suoi tempi non era ancora stato inventato l'orologio meccanico. Esperimento che gli permise di capire le leggi che regolano l' accelerazione .

Circa ottanta anni dopo Newton dimostrò che la tendenza dei corpi a cadere è dovuta alla forza di gravità .

Qualunque oggetto che teniamo in mano, cade se lo lasciamo andare e la forza che agisce sul suo stato di quiete si chiama forza di gravità.

Esiste, infatti, una misteriosa forza di attrazione verso il centro della Terra, che noi appunto chiamiamo gravità e che se non ci fosse si avrebbe come conseguenza, che qualunque oggetto lanciato non ricadrebbe e l'atmosfera stessa si disperderebbe nello spazio. Senza atmosfera non potremmo respirare né i vegetali avrebbero l'anidride carbonica per fare la fotosintesi. Di conseguenza non ci potrebbe essere vita sul nostro pianeta.

La legge di gravità stabilisce che tutti i corpi si attirano tra di loro e l'attrazione è tanto più forte quanto più grandi sono le masse e diminuisce all'aumentare della distanza. Questa legge vale sia sulla Terra, sia in tutto l'Universo.

L' accelerazione di gravità viene considerata una costante ma cambiando l'altitudine, poiché ci si allontana dal centro della Terra, in realtà dovrebbe diminuire. Gli esperimenti in quota servono proprio per verificare questo comportamento. Per avere un effetto maggiore probabilmente si dovrebbero effettuare queste prove almeno dall'altezza del Monte Rosa o dell'Everest…

Riportiamo, di seguito, alcune riflessioni ed impressioni di alcuni di noi sulla nuova esperienza.

Aurora

…una classe del liceo tecnologico, erano 25 ragazzi, sono venuti in pullman accompagnati dal prof. Broggi. Hanno fatto dei gruppetti di 5/6 ragazzi a cui ci siamo uniti per aiutarli nell'esperimento sulla caduta dei gravi in quota. Avevano due strumenti, uno era uno smart timer e l'altro una barriera ottica. Si annotava il tempo di caduta e dovevamo ripetere l'esperimento 100 volte per avere un buon numero di dati. Non tutti i valori andavano bene, solo quelli entro un certo valore. Poi ci siamo salutati rimanendo d'accordo che tra pochi giorni ci invieranno i dati dopo aver confrontato tutti i 600 valori misurati. Questa esperienza è stata interessante e spero di poterla rifare. Inoltre i ragazzi e le ragazze erano tutti simpatici e con loro ho anche un po' scherzato e mi sono divertita.

Christian

….la barriera ottica in pratica era un rettangolo di plastica con delle strisce nere a infrarossi in cui la fotocellula dello smart timer calcolava la velocità del grave in caduta. Io avevo in mano lo strumento che calcolava il tempo mentre i ragazzi lasciavano cadere la barriera. Se il valore era compreso tra 9,750 e 9,850 il dato era da considerare buono, se andava oltre questi valori era escluso… Questa esperienza mi è piaciuta molto perché mi piace fare esperimenti di ogni tipo e i ragazzi del mio gruppo erano molto simpatici. È una esperienza da rifare perché mi ha entusiasmato.

Manuel

Ieri 20 aprile 2010, è venuta da noi una classe dell'Istituto Cobianchi di Verbania Intra. Sono venuti a Piancavallo perché si trova a 1300 metri circa di altitudine per provare un esperimento sulla forza di gravità…sono arrivati alle 14,45…hanno distribuito degli strani oggetti, il primo era una barriera ottica e un altro era uno smart timer per misurare la velocità di caduta. L'esperimento consisteva nel provare almeno 100 volte per gruppo la misurazione della velocità. I primi tentativi non sono riusciti perché soprattutto noi sbagliavamo il lancio della barriera ottica ma poi abbiamo imparato con i loro consigli e andavamo anche veloci…Questo esperimento mi è piaciuto molto ma siccome io facevo cadere la barriera mi è venuta a fare male una spalla…I ragazzi ci hanno detto che ci invieranno i risultati dell'esperienza.

Mohamed

…l'esperimento consisteva nel lancio di una barriera ottica con delle strisce nere facendola passare attraverso un “led”. La velocità viene rilevata da uno strumentino collegato che da subito la misura. Loro hanno fatto già tante prove a Intra, dove si trova la loro scuola che è a circa 200 metri di altitudine sul livello del mare e volevano vedere se qui, che ci troviamo a 1300 metri ci sono delle differenze significative. Ci sono quindi più di mille metri di differenza. Ci hanno detto che la prossima settimana continueranno l'esperimento andando in Valle Formazza, ad una quota ancora più alta…Alle 16,00 circa l'esperimento era concluso e avevamo circa 600 dati…Ho provato una bella sensazione e spero di poterla riprovare.

BIBLIOGRAFIA

Bonola, Gatti, Scacchetti – La Materia e l'Energia – Osservare per conoscere – Ed. Scolastiche Bruno Mondadori

J. Hann – Il libro degli esperimenti scientifici – Manuali Longanesi

L. Leopardi, M. Gariboldi – Il libro delle scienze – La Materia e l'Energia – Garzanti Scuola

Caforio, Ferilli – Compendio di Fisica Sperimentale – Le Monnier.