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Principio di relatività galileiana

Significato e conseguenze del principio di relatività galileiana

Considerato un sistema di riferimento inerziale S ed un altro sistema di riferimento S' in moto rispetto al primo di moto rettilineo uniforme, e quindi anch’esso inerziale, il principio di relatività galileano afferma che i principi della dinamica sono validi in tutti i sistemi di riferimento inerziali, per cui i fenomeni meccanici si svolgono tutti allo stesso modo in ogni sistema di riferimento inerziale.

Significato fisico del principio di relatività galileiana

Se ci poniamo in un ascensore che si sta muovendo con velocità costante v, in salita o in discesa, e misuriamo il peso di un corpo, il dinamometro segnerà esattamente lo stesso peso che un altro osservatore annoterà se ripete l’esperimento a Terra.

Questo perché come detto non si nota alcuna differenza legata ai fenomeni meccanici se svolti in qualsiasi sistema di riferimento inerziale, ovvero le leggi della dinamica sono invarianti in ogni sistema di riferimento che si muova di moto rettilineo uniforme rispetto ad un altro sistema di riferimento inerziale.

Conseguenze del principio di relatività galileiana

La conseguenza diretta di questo principio è che un osservatore posto all’interno del sistema di riferimento che sta traslando di moto rettilineo uniforme, non sarà mai in grado di evidenziare il moto del proprio sistema osservando unicamente un fenomeno che accade al suo interno.

Se quindi ci troviamo in un sistema di riferimento inerziale come una navicella spaziale che si muove di moto rettilineo uniforme e non osserviamo fuori dal finestrino, non esiste alcun esperimento che può farci comprendere se siamo fermi rispetto ad un sistema di riferimento come ad esempio la Terra o se ci stiamo muovendo.

principio di relatività galileiana

Un esempio di questa conseguenza è il fatto che pur trovandoci sulla superficie di un pianeta che sta ruotando attorno al Sole alla velocità di ben circa 106500 km/h, non percepiamo alcun effetto, almeno all’apparenza dei nostri sensi, che possa farci sospettare che in realtà non siamo fermi ma ci muoviamo solidali con la Terra stessa.

Per secoli intere generazioni di pensatori e filosofi sono stati convinti che la Terra fosse ferma e che tutto il resto le girasse intorno.

La spiegazione di questo motivo risiede nel principio di relatività classico, in quanto la velocità di rotazione del nostro pianeta è costante intorno al Sole.

Esercizio #1

Una barca la cui velocità è di 10 km/h attraversa un fiume la cui corrente scorre a 5 km/h.

Il barcaiolo vuole procedere perpendicolarmente alle rive del fiume e quindi anche alla velocità dell’acqua.

Secondo quale angolo deve inclinare la propria imbarcazione, rispetto alla direzione perpendicolare alle rive, per ottenere questo risultato

Calcolare la velocità rispetto al suolo.

applicazione della relatività galileiana

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: applicazione della relatività galileiana.

Esercizio #2

Un passeggero a bordo di un treno fermo vede scendere la pioggia verticalmente, ovvero perpendicolare al suolo, con una certa velocità Vp.

Non appena il treno si mette in movimento alla velocità di 90∙√3 km/h, lo stesso osservatore vede adesso la pioggia cadere inclinata di 60° rispetto alla verticale.

Determinare la velocità delle gocce rispetto al suolo ed al treno.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul principio di relatività galileiana.

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