Читать книгу Riflessioni Storiche Della Fisica: Da Archimede, …, Einstein A Oggi. - Santo Armenia - Страница 6

Concetti generali

1.1 Peso, gravezza, massa, forza di gravità

Prima di Newton non c’era il concetto di massa e né quello di forza di attrazione gravitazionale. Pertanto da Archimede a Galilei si fa riferimento a corpi, chiamati anche pesi, costituiti da una determinata quantità di materia, aventi una peculiare gravezza; per l’esperienza accumulata, tale gravezza era ritenuta immutabile, invariabile, costante.

Newton introduce il concetto di massa e formula la legge di attrazione gravitazionale universale; inoltre viene definito il peso di un corpo come la forza di attrazione gravitazionale che la terra esercita nei confronti di quel corpo considerato avente una data massa (non distinguiamo tra massa inerziale e massa gravitazionale). La forza di attrazione gravitazionale che si esercita tra due corpi è inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Pertanto da Newton a oggi ci si riferisce a corpi che hanno una data massa e il corrispondente peso. Ciascun corpo ha una data massa che è invariabile, mentre il suo peso varia in relazione alle sue coordinate geografiche: latitudine, longitudine e altitudine. Se un corpo viene portato sulla luna, o viceversa, la sua massa non varia; invece, il suo peso varia.

Dal confronto dei concetti richiamati scaturisce che:

a) il termine peso, utilizzato prima da Archimede e dopo fino a oggi, si riferisce a due concetti diversi, prima quantità di materia (che non varia), poi forza di attrazione gravitazionale (che varia);

b) il termine antico gravezza (ritenuta prima immutabile) si ricollega alla forza di attrazione gravitazionale (dopo, che si sa essere variabile);

c) il termine antico gravezza, già dallo stesso Galilei viene chiamato gravità ma sempre ritenuta immutabile; nel proseguo del presente lavoro, al fine di evitare confusione, in riferimento agli studiosi antecedenti a Newton, userò sempre e solo il termine gravezza.

1.2 Baricentro, centro di gravezza, centro di gravità, centro di massa

Il baricentro è un punto notevole delle figure geometriche; esso è valido per tutti i periodi.

Il centro di gravezza, in riferimento al periodo antico (da Archimede a Galilei), la cui definizione anche se formulata in modo leggermente diversa da ciascun autore (Archimede, Pappo, Stevino), è un punto notevole del corpo tale che pensando di appenderlo per esso, il corpo resta in equilibrio.

Il centro di gravità, in riferimento al periodo moderno e contemporaneo, è il punto di applicazione della forza di attrazione gravitazionale (peso) risultante; esso è detto anche baricentro.

Il centro di massa, in riferimento al periodo moderno e contemporaneo, è quel punto tale che il momento statico in riferimento a qualsiasi asse passante per esso è nullo. Nel caso particolare di distribuzione uniforme di massa, il centro di massa coincide con il baricentro geometrico della figura di riferimento; pertanto l’asse di riferimento è detto asse baricentrico.

Nel periodo antico, in considerazione del fatto che la gravezza era ritenuta immutabile , il centro di gravezza coincideva con il baricentro geometrico.

Nel caso particolare di distribuzione uniforme di massa, evidenzio che il centro di massa coincide con quello che era il centro di gravezza.

Nel periodo moderno e contemporaneo, pur sapendo che la forza di attrazione gravitazionale (peso) risultante del corpo considerato è variabile, come si è potuto chiamare il centro di gravità o “baricentro”? Inoltre come si è potuto ritenere il centro di massa coincidente con il centro di gravità?

Il centro di massa coincide con il baricentro geometrico, solo nel caso particolare di distribuzione uniforme di massa.

Trattando per semplicità solo il caso particolare di distribuzione uniforme di massa, anche in presenza di simmetria, il centro di gravità non coincide mai con il centro di massa. Il caso più emblematico è quello del cerchio; per esso il centro di massa coincide con il centro del cerchio, ma il centro di gravità è posto al di sotto e pertanto non può essere il baricentro.

Il valore della distanza tra il centro di gravità e il centro di massa è massimo sulla superficie terrestre, diminuendo con l’altitudine. Inoltre, esso aumenta:

a) all’aumentare della massa;

b) al diminuire della densità;

c) con la forma, man mano aumentando dalla sfera, al cilindro equilatero e al cubo.

Tutto questo è la conseguenza degli effetti della mia scoperta scientifica: “La forma dei corpi solidi”.

L’Amore per la Ricerca della Verità per la Conoscenza”, prescindendo da “La forma dei corpi solidi”, mi ha condotto ancora a nuovi approfondimenti su:

a) studio dei corpi galleggianti;

b) studio dei corpi appesi - ruotanti.