Paragrafo 11 · Il chiodo di Galileo

Il filo si piega, la quota no

Un chiodo sotto il punto di sospensione piega il filo: l’arco si stringe e l’angolo cresce, ma la pallina risale alla stessa quota da cui è partita.

Trascina la pallina per scegliere da dove parte, e il chiodo su e giù lungo la verticale. Nella striscia colorata il chiodo non si può mettere: lì il filo si allenterebbe.

Quota di partenza —
Dall’altra parte risale a —
Raggio dell’arco —
Velocità —
Energia totale —
K + U = costante, anche con il filo piegato

Quando il filo tocca il chiodo la pallina continua su un arco più piccolo, con il centro nel chiodo: sale più ripida e con un angolo più grande, ma si ferma sulla linea tratteggiata. Nel punto d’inversione K = 0, quindi U = E: la quota la decide l’energia, non la forma della traiettoria. È l’esperimento con cui Galileo mostrò che un corpo risale all’altezza da cui è sceso.

Anche con il filo piegato la tensione è perpendicolare alla velocità e non compie lavoro: cambia solo il centro dell’arco. Diventa più grande, perché il raggio è più corto, ma nel bilancio non entra.

Nella striscia colorata la pallina supererebbe l’altezza del chiodo senza la velocità per restare sull’arco: il filo si allenterebbe e la pallina volerebbe per un tratto come un proiettile, un moto che questa scena non mostra. Più in basso della striscia il raggio è così corto (h₀ ≥ 2,5 r) che la pallina fa il giro completo attorno al chiodo con il filo sempre teso.

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