Rotazione terrestre, segni sulla sabbia e lo sciacquone del water

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Uno dei primi esperimenti sulla rotazione terrestre fu fatto da Giovanni Battista Gugliemini. Nel 1790, a Bologna, dalla cima alla Torre degli Asinelli (alta 97,20 metri) lasciò cadere sfere di piombo del diametro di un pollice.

Se la Terra fosse stata immobile, le sfere avrebbero dovuto toccare terra verticalmente secondo la direzione del filo a piombo, invece andarono a cadere in un punto spostato verso Est.

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Esperimento di Gugliemini

Gugliemini misurò le deviazioni verso est delle fosse prodotte al suolo dalle sfere. Ma nella torre degli Asinelli vi erano numerosi fori lasciati dalle impalcature di costruzione che lasciavano penetrare il vento, questo fece fallire molte prove poiché bisognava misurare deviazioni di pochi centimetri. Tra le condizioni necessarie alla corretta esecuzione dell’esperimento vi era infatti la perfetta immobilità delle sfere prima del lancio e del filo a piombo che doveva indicare il piede della verticale. Alla fine del 1792  Gugliemini raccolse i risultati delle sue ricerche in un famoso opuscolo De diurno Terrae motu.

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Giovanni Battista Guglielmini

La torre si muove a causa della rotazione terrestre, la sua sommità ha maggiore distanza dall’asse di rotazione quindi ha una velocità di rotazione maggiore della sua base.  Una sfera posta sulla cima ha una componente orizzontale della velocità maggiore di quella della base della torre. Se lasciata cadere, la sfera subisce quindi uno spostamento orizzontale pari a quello che subirebbe rimanendo sulla sommità della torre. Per questo motivo non cade alla base della torre ma in un punto spostato verso est.

L’entità dello spostamento dipende dall’altezza della torre e dalla latitudine: è massima all’equatore e nulla ai poli. E visto che nel caso specifico della Torre degli Asinelli lo spostamento è di 2.35 cm si capisce la grande quantità di prove che venne fatta.

Il pendolo di Foucault

Un’altra esperienza fu fatta dal francese Jean-Bernard Foucault. Nel 1851  appese alla cupola del Pantheon di Parigi un pendolo il cui cavo era lungo 67 metri e a cui era sospesa una sfera di 28 kg. Il filo era ancorato alla lanterna per mezzo di un perno girevole, che da al grave la possibilità di oscillare liberamente su un qualsiasi piano verticale.

 

 

Facendo oscillare il pendolo, Foucault osservò che i segni lasciati sulla sabbia anziché essere sovrapposti (il piano di oscillazione di un pendolo è costante nello spazio), erano dei segmenti sfalsati. Dopo un’ora il piano di oscillazione era già ruotato di 15° in senso orario. In realtà a ruotare, in senso antiorario, era stato il pavimento, che seguiva il moto di rotazione della Terra.

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Se il pendolo venisse collocato al Polo, il suo asse di oscillazione coinciderebbe con l’asse terrestre ed il piano di oscillazione compirebbe un intero giro di 360° in un giorno. All’Equatore, invece, l’asse di oscillazione del pendolo sarebbe perpendicolare all’asse di rotazione terrestre quindi la traccia lasciata dal pendolo non avrebbe alcun spostamento apparente.  A Parigi, che si trova ad una latitudine quasi intermedia, il pendolo si comporta in modo intermedio tra questi due estremi: per un giro completo della rotazione del piano di oscillazione del pendolo occorrono circa 32 ore.

I cicloni e lo scarico dell’acqua del water

Però per avere una prova della rotazione terrestre non è necessario riprodurre una delle esperienze del passato. E’ sufficiente osservare con attenzione alcuni fenomeni meteorologici (e non solo…).

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Zona di basse pressione con un vortice che si muove in senso antiorario

A causa, infatti, della rotazione terrestre un corpo che procede dai poli all’equatore ha una velocità lineare di rotazione inferiore rispetto ai punti verso cui si sta muovendo; quindi si trova in ritardo ed è apparentemente spostato verso Ovest, cioè nella direzione opposta al moto di rotazione della Terra.

L’apparente deviazione di un corpo, dovuta alla rotazione del sistema rispetto al quale si muove il corpo, viene detto effetto Coriolis.

Ma questo effetto si può avere anche tirando lo sciacquone del water? Per avere la risposta, andate nel seguente link e sincronizzate i due video:

http://www.smartereveryday.com/toiletswirl

A questo punto, immagino, sarete in grado di sapere se il ciclone della figura si è formato nell’emisfero settentrionale (boreale) o nell’emisfero meridionale (australe).

 

 

 

 

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