venerdì 25 maggio 2012

La (non) conservazione della quantità di moto

In questi giorni ho portato le classi in laboratorio per verificare con la rotaia a cuscino d'aria che la quantità di moto negli urti si conserva.
L'esperienza più semplice è quella dell'urto di due carrelli di massa uguale di cui uno fermo: se dopo l'urto i carrelli rimangono incastrati, DOVREBBERO procedere a velocità dimezzata rispetto a quella del carrello urtante.
Vediamo:
A prima vista le cose vanno proprio così, nel senso che la velocità diminuisce bruscamente dopo l'urto.
L'analisi del moto con Tracker, però, ci riserva sorprese.....
È evidente che prima del'urto il moto era uniforme (quindi niente attriti) e anche dopo l'urto era uniforme (quindi niente attriti); la velocità, però, non si è dimezzata come avrebbe previsto la legge di conservazione della quantità di moto in assenza di forze esterne!
Per capire quale può essere la ragione di tale "fallimento" vediamo al rallentatore e con un po' di zoom il momento dell'urto analizzato con Tracker: guardando bene noterete che al momento del contatto i due carrelli per un attimo si piegano (per vedere bene è necessario mandare il video a schermo intero)
Nel momento della "piega" la rotaia non riesce a sostenere i due carrelli, sui quali dunque - per breve tempo - agisce la forza di attrito che modifica la quantità di moto:
 
 Per evitare il "salto" dei carrelli basterebbe avere a disposizione gli appositi "tamponi" da montare nel punto di contatto. L'esperienza è stata eseguita invece in situazione d'emergenza usando al posto dei tamponi del nastro adesivo ripiegato.

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