Caduta dei Gravi
Il nuovo apparato per la dimostrazione delle teorie Galileiane sulla caduta dei gravi, realizzato dalla LuS in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Pisa, e il Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa
Questo apparato proposto alla LuS su idea di G.M.Pierazzini, è la versione ridotta del primo apparato realizzato nel 2005 dell'INFN.

L'apparato è la realizzazione dell'esperimento pensato da Galileo Galilei sulla caduta dei gravi.
L'esperimento permette di verificare l'universalità della legge di caduta dei gravi, perché dimostra come, nel vuoto, una piuma ed un oggetto pesante, se lasciati cadere insieme dall'alto, raggiungano contemporaneamente terra. L'osservazione di tale fenomeno colpisce in quanto in contrasto con la "normale esperienza", in presenza della resistenza dell'aria.

Aristotele riteneva che un oggetto pesante in caduta libera arrivasse al suolo, per effetto del proprio peso, più rapidamente di uno leggero lasciato cadere dalla stessa altezza , basandosi sul presupposto, di per sé corretto, che ogni deduzione logica dovesse basarsi su ciò che l'esperienza quotidiana mostrava all'osservatore attento.
Al contrario, Galileo Galilei (osservatore più attento di Aristotele!!) era dell'opinione che tutti i corpi, pesanti o leggeri, dovessero impiegare lo stesso tempo per arrivare al suolo, ed egli cercò quindi, attraverso prove sperimentali e ragionamenti speculativi, di dimostrare la fondatezza della sua teoria sulla caduta dei gravi.

"Ma se questo è, ed è insieme vero che una pietra grande si muove, per esempio, con otto gradi di velocità, ed una minore con quattro, adunque congiungendole ambedue insieme, il composto di loro si muoverà con velocità minore di otto gradi: ma le due pietre, congiunte insieme, fanno una pietra maggiore che quella prima, che si muoveva con otto gradi di velocità; adunque questa maggiore si muove meno velocemente che la minore; che è contro vostra supposizione."
"Ma io, signor Simplicio, che n'ho fatto prova, vi assicuro che una palla di artiglieria, che pesi cento, dugento e anco più libbre, non anticiperà d'un palmo solamente l'arrivo in terra della palla d'un moschetto, che ne pesi una mezza, venendo anco dall'altezza di dugento braccia... La maggiore anticipa due dita la minore, cioè che quando la grande percuote la terra, l'altra ne è lontana due dita."
"... e perché solo uno spazio del tutto voto d'aria e di ogni altro corpo, ancorché tenue e cedente, sarebbe atto a sensatamente mostrarci quello che cerchiamo, già che manchiamo di cotale spazio, andremo osservando ciò che accaggia ne i mezzi più sottili e meno resistenti, in comparazione di quello che si vede accadere negli altri meno sottili e più resistenti. Se noi troviamo, in fatto, i mobili differenti di gravità meno e meno differir di velocità secondo che i mezzi più e più cedenti si troveranno, ..., parmi che potremo con molto probabil conietture credere che nel vacuo sarebbero le velocità loro del tutto eguali."

dai Discorsi e Dimostrazioni matematiche...

L'apparato in funzione


L'apparato consiste di un solo tubo di diametro 20 cm, alto 2,20 metri, collegato ad una pompa da vuoto e montato su un carrello per facilitarne gli spostamenti.
Dentro il tubo si trovano una bilia di ferro e una sottile lamina metallica, che viene usata al posto della galileiana piuma in quanto il sistema di aggancio superiore è realizzato con un magnete elettrico.
I due oggetti vengono sollevati fino alla sommità del tubo con un sistema pneumatico. Sotto il piatto di caduta è posizionata una ventola che fa salire l'insieme come se fosse un elicottero.


L'esperimento si svolge in due fasi: la prima caduta avviene in presenza di aria, la seconda caduta viene fatta dopo che nel tubo è stato realizzato il vuoto tramite la pompa da vuoto. Gli accorgimenti adottati permettono di realizzare il vuoto in circa un minuto, per cui si posso eseguire le due prove necessarie alla dimostrazione in breve tempo.
L'apparato è stato pensato perché possa essere facilmente utilizzabile, senza pericoli, anche dai visitatori.
La console di comando per esempio è costituita da 4 pulsanti e sta praticamente nel palmo di una mano.

La LuS ringrazia:
per la collaborazione: F.Bosi (progettista meccanico, INFN), A.Soldani (disegnatore meccanico, INFN), F.Francesconi (elettronico, Dip. Fisica) e N.Puccini (esperto del vuoto, Dip.Fisica);
per la costruzione: A. Sardelli (INFN), F.Francesconi, M.Bianucci (Dip.Fisica) e G.Cavallo (tecnico LuS).