Piano inclinato graduato del tipo Galileo

Scheda rielaborata dal dott. Fabio Panfili in collaborazione col Sig. Vincenzo Panetta.

Foto di V. Panetta

Piano inclinato

Numero di Inventario	-
Nome dello strumento	Piano inclinato Galilei

Dati scientifici

Epoca	-
Costruttore	-
Dimensioni (in mm.)	2120 mm di lunghezza
Materiali (legno, metallo, vetro, plastica, gomma, ecc.)	legno e metalli vari
Descrizione	Un elegante treppiede di legno regge un piano inclinato graduato, ad inclinazione variabile, sul cui solco può scorrere una sferetta di ferro. In alto c'è un elettromagnete che, quando è percorso da corrente elettrica, trattiene la sferetta. Non avendo documenti o informazioni, immaginiamo che, con l'interruzione della corrente, la sferetta inizia il suo moto e contemporaneamente viene avviato un cronometro elettrico. In fondo al percorso scelto vi è un dispositivo elettrico (la cui posizione si può regolare) che segnala il passaggio della sferetta; questa infatti urta la levetta di un interruttore elettrico, come si vede in alcune foto. Anche in questo caso immaginiamo che il dispositivo provveda all'arresto del cronometro. Il solco sul piano termina con un cilindro cavo che ha una base munita di un foro per lo sfiato dell'aria, il cilindro riceve e ferma la sferetta. Sotto l'attuale piano graduato appena descritto, vi è un più antico piano che reca due solchi uguali e paralleli, visibile in una foto. Questo fa pensare che inizialmente il piano era concepito sia per studiare il moto di discesa di una sferetta, sia per confrontare i moti di due sferette forse dello stesso diametro, ma di masse diverse, fatte partire contemporaneamente. Questo secondo aspetto renderebbe interessante lo studio dei due moti per osservare che, nei limiti dell'esperimento, il tempo di discesa delle due sferette è quasi uguale, pur avendo masse diverse.
Funzionamento	Una sferetta che si trova sul piano è sottoposta alla componente della forza-peso parallela al piano inclinato e all'attrito volvente; la componente perpendicolare al piano è equilibrata dal piano, ma provoca l'attrito volvente. Si può trascurare la resistenza dell'aria per piccole inclinazioni del piano. Per angoli di inclinazione, rispetto al piano orizzontale, che non superino i 6° è possibile studiare il moto della sferetta, disponendo di un cronometro. Se l'esperimento è eseguito con cura, le diverse distanze misurate, partendo dallo stesso punto, risultano proporzionali ai quadrati dei tempi impiegati a percorrerle, come nel moto uniformemente accelerato. Per angoli superiori a 6° la sferetta potrebbe scivolare anziché rotolare facendo mutare il moto; l'energia di rotazione potrebbe influenzare il moto; e infine una discesa tropo rapida renderebbe non facile la misura dei tempi.
Cenni storici	Galileo si rese conto che il moto di un oggetto che cade liberamente è troppo rapido per permettere misure accurate, per trovarne le leggi del moto. Dunque fece l'ipotesi che se un oggetto in caduta libera si muove con accelerazione costante, indipendentemente dalla sua massa, una sfera, che rotola lungo un piano inclinato perfettamente liscio, si muove con accelerazione costante anche se minore. Pertanto, disponendo di un orologio ad acqua, si potevano misurare agevolmente i tempi di percorrenza degli spazi. Egli scrisse nel trattato: Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla meccanica e i movimenti locali (1638), che “Gli spazi passati esser tra di loro come i quadrati de i tempi, e questo in tutte le inclinazioni del piano, cioè del canale nel quale si faceva scender la palla …”. Ma come si è già accennato sopra, vi sono varie obiezioni a queste affermazioni.
Bibliografia	AA. VV., PPC Progetto Fisica, Vol. A, Zanichelli, 1986.
Eventuale iscrizione	Piano inclinato Galilei
Inventore	Galileo Galilei

Dati storici

Data di entrata	-
Inventario	-
Vecchi numeri di inventario	603\1260
Donato - comperato - provenienza	-

Dati relativi al restauro

Stato di conservazione	buono
Descrizione interventi effettuati	-
Nome restauratore	-
Osservazioni - Utilizzazione per la didattica	-

Dati relativi alla conservazione

Armadio	Fuori armadio
Ripiano	-
Scheda tecnica del produttore	No
Collocazione	Laboratorio di fisica

Sitografia

Link	Descrizione
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