Palloncino in Auto: Qualcosa Non Va?

palloncino in auto

Un pallocino pieno d’elio legato in auto. fonte: From Quarks to Quasars

Vi propongo qui un quesito:

Come abbiamo mostrato in questo articolo sulle forze apparenti, stando in un sistema non inerziale risentiamo di alcune accelerazioni o forze, dette fittizie o apparenti, che non sono altro che l’effetto delle accelerazioni subite dal sistema in considerazione. Esempi banali di sistemi non inerziali sono, per esempio, un auto o qualsiasi mezzo di trasporto in fase di accelerazione, decelerazione oppure in curva.

Abbiamo detto che queste forze si palesano come delle spinte verso il retro dell’auto in fase di accelerazione oppure verso la parte anteriore in fase di frenamento. Quindi, se sospendiamo un peso con un filo nella nostra auto, vedremo che, accelerando, il filo non sarà più in verticale, ed il peso sarà spostato verso la parte posteriore. Analogamente, frenando, il peso sarà spostato verso la parte anteriore.

E se leghiamo un palloncino d’elio all’interno dell’auto? Essendo l’elio più leggero dell’aria, come sappiamo, se l’auto è ferma, il filo dovrebbe essere verticale ed il palloncino dovrebbe trovarsi in alto. Ma se acceleriamo e, poi, freniamo? Cosa accade? Verso dove si sposta il palloncino? Si comporterà come il peso del caso precedente oppure avrà un comportamento diverso?

Probabilmente avrete capito che c’è almeno qualcosa che non va: o sono completamente impazzito, proponendovi un problema che ha la stessa soluzione del caso precedente e quindi non ha alcuna particolare rilevanza, o il palloncino si comporta diversamente dal peso, oppure entrambi i casi sono veri (sono completamente impazzito ed il palloncino si comporta diversamente).

In ogni caso, provate a ragionarci un po’, prima di vedere il seguente video e la spiegazione più sotto.

Dal video, potrebbe sembrare che quanto abbiamo detto finora non sia vero, forse i conti sono fatti male o la fisica del problema è sbagliata. Ma la spiegazione è molto semplice ed il trucco c’è ma non si vede: è l’aria!

Infatti anche l’aria, come osservata all’interno dell’auto, subirà le forze apparenti, quindi in fase di accelerazione tenderà a spostarsi verso la parte posteriore dell’auto. Questo fa in modo che il palloncino, pieno d’elio e quindi più leggero dell’aria, si troverà spinto dall’aria verso la parte anteriore a causa della spinta dell’aria. In fase di decelerazione, invece, accadrà il contrario: l’aria tenderà a spostarsi avanti spingendo il palloncino verso la parte posteriore. E lo stesso vale in curva: l’aria si posterà di lato, verso l’esterno della curva, spostando il palloncino verso l’interno.

Quindi, ancora una volta, niente di strano e, citando Walter Lewin, “Physics works!“.

 
About the author

Pasquale

Triennale in Fisica alla Federico II di Napoli e Magistrale in Astronomia ed Astrofisica a La Sapienza di Roma, ora mi ritrovo in Canada, alla University of Lethbridge, come studente di dottorato in Fisica Teorica. Il mio lavoro di ricerca al momento concerne un'estensione del principio di indeterminazione di Heisenberg, suggerita da diverse teorie di Gravità Quantistica, e l'applicazione di questa estensione a diversi sistemi quantistici, alla ricerca di nuovi fenomeni che possano essere osservati e che possano quindi permettere di fare valutazioni sulla modifica stessa e sulle teorie di di Gravità Quantistica.

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