storia - Edizioni Dedalo

Scheda di approfondimento
La gravità, o perché tutto cade…
Jean-Philippe Uzan
La forza gravitazionale, una delle quattro forze fondamentali della natura
Nella loro esperienza quotidiana, i bambini generalmente hanno incontrato soltanto due delle quattro forze
fondamentali della natura: la forza gravitazionale e la forza elettromagnetica. Poiché l’elettromagnetismo produce un effetto sulle correnti elettriche e sulle calamite, ma non agisce sul nostro corpo, noi siamo sensibili
soltanto alla forza gravitazionale o forza di gravità. Si può cominciare col chiedere agli alunni se conoscono
qualche esempio delle manifestazioni della gravità (oggetti che cadono, valanghe, ecc.). La gravità è anche la
forza che agisce sui pianeti, sulle stelle e sulle galassie dell’Universo, ed è ciò che lo modella.
Inquadramento storico
La forza gravitazionale è la più antica delle forze conosciute. È stata studiata fin dall’antichità, ma la sua vera
natura è stata compresa solo nel Rinascimento. La storia appassionante del cammino verso la comprensione
di questa forza è scandita da qualche data fondamentale e dalle scoperte di alcuni scienziati.
L’astronomo tedesco Johannes Keplero (1571-1630) è stato il primo a descrivere il movimento dei pianeti
nel Sistema Solare, formulando tre leggi, chiamate «leggi di Keplero». Ai suoi tempi si ignorava che la rotazione dei pianeti è determinata dalla gravitazione, ma la sua scoperta ha avuto un’importanza capitale.
Lo scienziato italiano Galileo Galilei (1564-1642) è stato il primo a studiare la caduta dei corpi sulla
superficie della Terra. Galileo effettuò numerosi esperimenti con pendoli e piani inclinati, e studiò le leggi
del moto. Ha potuto così scrivere la legge della caduta dei corpi e ha compreso che nel vuoto tutti i corpi
cadono allo stesso modo. Galileo è uno dei grandi genii della scienza e può essere considerato il padre
della scienza moderna.
Sir Isaac Newton (1642-1727) comprese che le leggi determinate da Keplero e Galileo non erano altro
che due sfaccettature della stessa forza: la gravitazione universale. La leggenda vuole che sia stata l’osservazione della caduta di una mela nel cortile del Trinity College, a Cambridge, a far comprendere a Newton
che sia la mela che la Luna erano attratte dalla Terra per lo stesso motivo. La massa della Terra fu misurata
per la prima volta nel 1798, da Henry Cavendish.
Lo scienziato di origine tedesca Albert Einstein (1879-1955) estese la teoria di Newton e formulò la teoria della relatività generale, nel 1915. La sua visione rivoluzionaria trasformò la gravità da semplice forza
in proprietà dello spazio e del tempo.
Attualmente, i ricercatori stanno ancora cercando di capire perché gli oggetti cadono, anche se ora sappiamo molto bene come cadono.
Che esperimento si può fare in classe?
L’universalità della caduta libera
Questo semplice esperimento ha lo scopo di «dimostrare» che corpi di natura diversa cadono allo stesso
modo. Per effettuarlo, è necessario procurarsi un bicchiere di plastica, una bacinella e un po’ d’acqua.
Praticare un piccolo foro sul lato del bicchiere. Tenere in mano il bicchiere tappando il foro con un dito
e riempirlo d’acqua. Aprire il foro. L’acqua esce, perché la gravità dovuta alla Terra la attira verso il basso
(la bacinella è utile in questo caso, se ci si trova al chiuso!), mentre il bicchiere non cade perché è sostenuto dalla mano.
Ripetere lo stesso esperimento, ma lasciando cadere il bicchiere nel momento in cui si toglie il dito dal foro.
Osservare attentamente se l’acqua esce dal bicchiere durante la caduta: si noterà che ciò non avviene. L’acqua
potrebbe uscire dal foro solo se cadesse più velocemente del bicchiere, mentre potrebbe uscire da sopra soltanto se fosse il bicchiere a cadere più velocemente. Poiché non avviene nessuna delle due cose, si può concludere che l’acqua e il bicchiere, pur essendo di natura e di massa diversa, cadono allo stesso modo!
Siti Internet
http://www.hq.nasa.gov/alsj/a15/a15.clsout3.html
Questo sito propone un filmato sull’esperimento della caduta della piuma e del martello realizzato dagli
astronauti di Apollo 15 sulla Luna.
Scheda per l’alunno
La gravità, o perché tutto cade…
Jean-Philippe Uzan
1. Completa con le seguenti parole:
attrazione – attraggano – forza – oggetti – forza di gravità
La ................................ di gravità fa sì che tutti gli ......................................., di qualunque tipo (i pianeti, le
persone, le mele, tutto!), si ........................................................ a vicenda.
L’................................................ da parte della Terra si chiama .........................................
2. In ognuna di queste frasi, cancella la parola che non è appropriata
A. Più gli oggetti sono leggeri/pesanti, più si attraggono.
B. Più gli oggetti sono vicini/lontani fra loro, meno si attraggono.
C. Un paracadute cade più velocemente prima di/dopo essersi aperto.
D. Più un oggetto cade dall’alto, maggiore/minore è la sua velocità quando arriva a terra.
3. Quanto pesa la Terra?
A. Circa 6 miliardi di tonnellate.
B. Circa 6.000 miliardi di tonnellate.
C. Circa 6.000 miliardi di miliardi di tonnellate.
4. Cancella la parola sbagliata
A. La massa/il peso indica la quantità di materia di un oggetto.
B. La massa/il peso è il modo in cui la quantità di materia è attirata dalla Terra
(o da un altro pianeta).
C. La massa/il peso dipende dal punto in cui si trova l’oggetto.
D. La massa/il peso non dipende dal punto in cui si trova l’oggetto.
5. Vero o falso
A. Nel vuoto (in assenza di aria), tutti gli oggetti cadono allo stesso modo.
B. Sulla Luna, la forza di gravità è più forte che sulla Terra.
C. Su Giove, un uomo non potrebbe muoversi con facilità.
D. La Luna è un satellite naturale della Terra.
E. In assenza di gravità, non ci sarebbero le stelle.
vero
vero
vero
vero
vero
falso
falso
falso
falso
falso
Cosa ho imparato / Cosa mi ricordo
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Risposte agli esercizi
La gravità, o perché tutto cade…
Jean-Philippe Uzan
1. La gravità è la forza che fa sì che tutti gli oggetti, di qualunque tipo (i pianeti, le persone, le mele, tutto!), si attraggano
a vicenda. L’attrazione da parte della Terra si chiama forza di gravità.
2. Da cancellare: A. leggeri / B. vicini / C. dopo / D. minore.
3. C. Circa 6.000 miliardi di miliardi di tonnellate.
4. A. La massa indica la quantità di materia di un oggetto / B. Il peso è il modo in cui la quantità di materia è attirata dalla
Terra (o da un altro pianeta) / C. Il peso dipende dal punto in cui si trova l’oggetto / D. La massa non dipende dal punto
in cui si trova l’oggetto.
5. A. vero / B. falso / C. vero / D. vero / E. vero.