Il centro di massa di un sistema isolato

L’uomo sulla barca: cammina avanti e la barca va indietro

Un uomo cammina da un capo all’altro di una barca ferma sull’acqua. Per camminare spinge la barca all’indietro con i piedi, e la barca arretra. Senza forze esterne orizzontali il centro di massa di uomo e barca non si può muovere: se lui va avanti, lei va indietro.

Di quanto arretra la barca —
Di quanto avanza l’uomo rispetto al molo —
Posizione del centro di massa —
Posizione della barca adesso —
m · duomo = M · dbarca
dbarca = m L / (m + M)

Uomo e barca formano un sistema isolato in orizzontale (trascurando l’attrito dell’acqua). La quantità di moto totale, zero all’inizio, resta zero: ogni volta che l’uomo va avanti, la barca va indietro con quantità di moto uguale e opposta.

Per questo il centro di massa resta fermo. Se l’uomo percorre L sulla barca, la barca arretra di m L / (m + M) e l’uomo avanza, rispetto al molo, di M L / (m + M). Più la barca è pesante, meno si sposta.

Quando l’uomo si ferma si ferma anche la barca; quando torna indietro, la barca torna in avanti. È lo stesso motivo per cui scendere da una barchetta verso il molo è rischioso: la barca scappa indietro.

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