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fisica:esperienze:verifica_equivalenza_massa_gravitazionale_e_inerziale

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fisica:esperienze:verifica_equivalenza_massa_gravitazionale_e_inerziale [2018/03/14 18:13]
fisica:esperienze:verifica_equivalenza_massa_gravitazionale_e_inerziale [2019/09/23 14:30] (versione attuale)
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 +{{tag>​fisica esperienze fisica:​esperienze}}
 +{{:​barra-esperienza-new.png}} ​ [[http://​www.roma1.infn.it/​LAB2GO/​index.html|{{:​fisica.jpg?​nolink&​|LAB2GO Scienza}}]]
 +
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 +====== Verifica equivalenza massa gravitazionale e inerziale ======
 +
 +//​**Descrizione**//​
 +
 +La massa, come ogni grandezza fisica, deve essere misurabile. Per definirla, dunque, occorrono delle leggi espresse in formule matematiche.
 +Esistono due tipi di massa:
 +
 +1) la massa inerziale, quella che troviamo nella formula del 2' principio della dinamica: F = ma 
 +Indica la "​resistenza"​ che un corpo oppone alla variazione del suo stato di moto. Infatti, se applichiamo una stessa forza a due corpi diversi, otteniamo differenti accelerazioni. Un corpo di massa inerziale maggiore oppone una maggiore "​resistenza"​ alla variazione del suo stato di moto per cui, a parità di forza, si ottiene una accelerazione minore. Un corpo di massa inerziale minore oppone una minore "​resistenza"​ alla variazione del suo stato di moto per cui, a parità di forza, si ottiene una accelerazione maggiore.Possiamo quindi definire la massa inerziale come il rapporto: m = F/a.
 +
 +2) la massa gravitazionale,​ quella che, invece, si trova nella formula della legge di gravitazione:​
 +F = Gm1m2/R. Indica la "​capacità"​ che hanno i corpi di attirarsi gravitazionalmente. La forza gravitazionale che si instaura fra due corpi è direttamente proporzionale alle masse dei corpi ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza (calcolata rispetto ai loro centri di massa).
 +
 +L'​esperienza mostra che massa inerziale e massa gravitazionale sono legate fra loro (per
 +questo motivo si giustifica l'uso dello stesso temine "​massa"​).
 +
 +In effetti, grazie ad esperimenti sofisticati,​ si verifica che massa inerziale e massa gravitazionale ​
 +coincidono (con grande precisione);​ questo fatto non è ovvio, tanto da rappresentare una nuova 
 +legge della natura, che Einstein chiamò principio di equivalenza. L'​equivalenza fra i due tipi di massa costituisce la base logica su cui si fonda la teoria della relatività generale.
 +
 +Ci sono due versioni del principio di equivalenza,​ entrambe dovute ad Albert Einstein:
 +  * La versione forte afferma che, in un campo gravitazionale qualsiasi, è sempre possibile scegliere un sistema di riferimento,​ nell'​intorno di ogni punto, dove gli effetti dell'​accelerazione dovuti al campo gravitazionale sono nulli;
 +  * Quella debole asserisce che la massa inerziale, cioè la proprietà intrinseca del corpo materiale di opporsi alle variazioni di moto, e la massa gravitazionale,​ che rappresenta la proprietà di un corpo di essere sorgente e di subire l'​influsso di un campo gravitazionale,​ sono numericamente uguali (il rapporto tra le due masse è stato sperimentalmente misurato da Eötvös, nell'​esperimento che porta il suo nome, trovando che{\displaystyle {\frac {\,\Delta m}{m}}<​10^{-9}}Tra il 1950 e il 1960 Dicke migliorò questi risultati, dimostrando che {\displaystyle {\frac {\,\Delta m}{m}}<​10^{-11}}
 +
 +Gli appellativi di forte e debole si giustificano dal momento che se vale il principio di equivalenza nella forma forte deve valere anche quello nella forma debole, mentre da un punto di vista logico l'​implicazione non è reversibile. Questa caratteristica fa sì che, anche se il principio in forma debole è stato sperimentalmente confermato con precisione elevatissima,​ ciò non è sufficiente a garantire lo stesso grado di certezza anche alla forma forte, che deve essere dunque considerata ancora come un postulato.
 +
 +L'​equivalenza verificata con la rotaia con carrello:
 +Al variare della massa posta sul carrello, si ha sempre la stessa accelerazione;​ essa è misurata, grazie allo strumento, con la seguente formula:
 +a= 2s/t^2
 +Il tempo è calcolato dal cronometro connesso allo strumento e lo spazio può essere letto dalla scala centimetrica posta lungo il supporto dello strumento
 +L'​accelerazione si può trovare anche con   
 +a= g x ( mg/mi)
 +
 +===Strumenti===
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 +
 +{{tablelayout?​colwidth="​250px,​360px}}
 +^Strumenti necessari ^Descrizione ​ ^
 +|[[fisica:​strumenti:​rotaia_con_carrello|Rotaia con carrello]] |Necessita di corrente elettrica|
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 +===Sitografia===
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 +  * http://​lafisicainclasse.blogspot.it/​2008/​09/​massa-inerziale-e-massa-gravitazionale.html
 +  * https://​it.wikipedia.org/​wiki/​Principio_di_equivalenza
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