 |
| Numeri nello spazio |
La NASA
negli anni '60 ha testato un'enorme centrifuga per testare la forza centrifuga. Nella prima parte del video osserviamo
questa centrifuga in azione da un sistema di riferimento inerziale, ovvero
da una prospettiva esterna, dalla quale vediamo che non vi è alcuna forza che
spinge all’esterno l’uomo al suo interno, semplicemente la sua inerzia lo
spinge a continuare la rotazione ed il pavimento gli fornisce una forza
centripeta che gli impedisce di uscire dalla rotazione. Cosa succede se invece osserviamo l’uomo nella
centrifuga con una prospettiva che ruota assieme a lui?
Con questa prospettiva è il mondo a ruotare mentre lui resta
fermo. In questa sistema di riferimento la forza centrifuga è assolutamente
reale e misurabile: è la forza che lo tiene attaccato al pavimento, come la
normale gravità, ma la sua idea di cosa stia causando questa forza è erronea.
In fisica ed ingegneria le forza devono sempre essere bilanciate, come dice la
terza legge di Newton “Per ogni azione esiste una reazione uguale e
contraria”. La forza che applica il pavimento per bloccare l’uomo nella
centrifuga dal volare all’esterno è bilanciata dalla forza centrifuga, che
esiste solo durante la rotazione e smette di esistere una volta che la
rotazione si ferma.
Se questo principio funziona così bene, perchè non abbiamo
già delle stazioni spaziali in rotazione? Un primo problema è la dimensione:
per avere una stazione che funzioni propriamente dovrebbe avere dimensioni
enormi, con altrettanto enormi costi per portarla in orbita. La forza
centrifuga generata è infatti direttamente proporzionale alla velocità ed al
raggio di rotazione. Possiamo calcolare la forza di gravità che produrrebbe la
stazione spaziale V del film “2001: Odissea nello spazio”: questa aveva un
diametro di 300 metri ed effettuava una rotazione ogni 60 secondi. La gravità
che questa genererebbe sarebbe quindi simile a quella presenta sulla Luna,
circa 1.65 ms^2 (a=ω^2*r dove a-accellerazione, ω-velocità angolare e r-
raggio). Per arrivare ad una gravità simile a quella della terra (9.807 ms^2),
dovrebbe effettuare una completa rotazione ogni 25 secondi. Se invece
prendessimo le dimensioni della attuale ISS, che ha un raggio di 25 metri,
allora dovrebbe effettuare una rotazione ogni 10 secondi, il che sarebbe
alquanto disorientante, come mostrato anche nel film “Gravity”.
Articolo: Missione nello spazio
Nessun commento:
Posta un commento