Fisica

Rotolare e strisciare

Perché una sfera batte una cassa in discesa, e un cerchio perde contro entrambe.

La palla rotola davanti alla cassa che scivola giù per il pendio di legno, con le due velocità tracciate fianco a fianco.

Chi scende rotolando lungo un pendio deve fare due cose con l'energia che guadagna: avanzare e girare. Quanta ne va nel girare dipende da come è distribuita la massa. Una sfera piena tiene quasi tutta la massa vicino al centro e spende poco nella rotazione; un cerchio ha tutta la massa sul bordo e ne spende moltissima.

Per questo una sfera piena batte un cilindro pieno, che batte un cerchio, qualunque sia il loro peso e di qualunque materiale siano. Una cassa che striscia invece di rotolare non spende nulla nella rotazione e vincerebbe, se l'attrito non si prendesse la sua parte.

GrandezzaSimboloCome si calcolaUnità
Momento d'inerziaIcome la massa è distribuita attorno all'assechilogrammo metro²
Energia di rotolamentoE½mv² + ½Iω²joule

Falle gareggiare nell'app: una sfera e un blocco sullo stesso pendio, con un misuratore di velocità su ciascuno. Il grafico delle due velocità è la risposta.

Apri la scena Rampa nell'app per vederla girare.

Il resto