I sistemi di riferimento

La palla sul treno: stesso moto, due traiettorie

Un passeggero su un treno che viaggia a velocità costante lancia una palla verso l’alto e la riprende in mano. Per lui la palla sale e scende lungo la verticale; per chi guarda da terra descrive una parabola, perché intanto avanza insieme al treno. Il moto è lo stesso: cambia il sistema di riferimento.

Tempo di volo —
Altezza raggiunta —
Strada fatta dal treno intanto —
Velocità della palla da terra, al lancio —
dal treno: x’ = 0
da terra: x = V t (e y uguale nei due riferimenti)

Per descrivere un moto bisogna dire rispetto a che cosa: un sistema di riferimento è un corpo che consideriamo fermo, con i suoi assi e il suo orologio. Il treno è un sistema di riferimento, la stazione un altro.

Al momento del lancio la palla ha, oltre alla spinta verso l’alto, la stessa velocità orizzontale del treno. Per chi sta a terra questa velocità resta, e il moto è quello di un proiettile; per chi sta sul treno è zero, e il moto è una caduta verticale.

La palla ricade in mano al passeggero in tutti e due i riferimenti: è un fatto, e i fatti non dipendono da chi guarda. Cambiano la traiettoria e la velocità, ma l’altezza raggiunta e il tempo di volo sono gli stessi.

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