Macchina di rotazione

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Categoria:Scienze

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Testo

SCHEDA DI UN’INDAGINE SCIENTIFICA
Macchina di rotazione

Problema o obiettivo: Verificare la forma geoide della Terra, cioè che è schiacciata ai poli e rigonfiata all’equatore.
Dati in possesso: MACCHINA DI ROTAZIONE
Costruttore sconosciuto
Seconda metà XIX sec.
Ferro, ottone, legno, cuoio

Detta anche macchina della forza centrifuga, viene utilizzata per realizzare esperienze dimostrative sulle forze di inerzia nel moto circolare. Essa consiste in un cilindro che può girare attorno al proprio asse e sul quale si fissano gli apparecchi destinati a subire la rotazione. Il termine forza centrifuga fu introdotto dal fisico olandese C. Huygens nell'opera "De vi centrifuga" del 1673.
DESCRIZIONE SPECIFICA:Cinque lamine di ottone sono fissate alle estremità, tramite viti, a due dischi di ottone: uno fissato all’asse centrale di acciaio con vite di bloccaggio trasversale; l’altro, superiore, scorrevole lungo l’asse centrale. L’apparecchio quando non è in uso poggia su un supporto cilindrico in legno.

Quando un corpo muove lungo una traiettoria circolare, agisce continuamente su di esso una spinta rivolta verso l’esterno, che tende ad allontanarlo dal centro di rotazione. Questa è la Forza centrifuga, che si genera per reazione alla forza centripeta, ha la sua stessa intensità ma verso opposto.
La Forza centrifuga Fc è direttamente proporzionale alla massa m del corpo in movimento circolare, al quadrato della sua velocità v, ed è inversamente proporzionale alla misura del raggio r della traiettoria circolare percorsa, secondo l’espressione ,
da cui:
.
Per esprimere la forza centrifuga Fc in funzione della velocità angolare rad/sec:
siccome

quindi
avremo:
ed in definitiva
.
Ipotesi: La Terra è schiacciata ai poli e rigonfiata all’equatore.
Modalità di verifica: utilizzare la macchina di rotazione per vedere l’effetto che ha il movimento sulle lamine flessibili. Per analogia, la forza centrifuga dovrebbe modificare l’aspetto della Terra.
Condizioni: /
Materiale: macchina di rotazione.
Fattori costanti e variabili: /
Grandezza da misurare al termine dell’esperimento: La forma della Terra.
Procedimento: Cominciare a manovrare la manovella che sta attaccata al cerchio flessibile tenendo ferma la base. Il movimento deve essere forte e deciso.
Risultati: Nel movimento in cui si imprime questa rotazione si nota uno schiacciamento ai poli e un rigonfiamento all’equatore.
Conclusioni: La Terra ha la forma di un geoide, ossia è schiacciata ai poli e rigonfiata all’equatore.

Esempio