Cos'è il peso?

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Questa pagina è destinata agli studenti del college, studenti delle scuole superiori o medie. Per gli studenti più giovani, una spiegazione più semplice delle informazioni contenute in questa pagina è disponibile nella Kid’s Page.

Disegno al computer di un aereo di linea che mostra il vettore peso.Abbiamo più familiarità con il peso che con le altre forze che agiscono su un aeroplano, perché ognuno di noi ha il proprio peso che possiamo misurare ogni mattina sulla bilancia del bagno. Sappiamo quando una cosa è pesante e quando un'altra è leggera. Ma il peso, la forza gravitazionale, è fondamentalmente diverso dalle forze aerodinamiche, portanza e resistenza. Le forze aerodinamiche sono forze meccaniche e l'aereo deve essere in contatto fisico con l'aria che genera la forza. La forza gravitazionale è una forza di campo; la fonte della forza non deve essere in contatto fisico con l'oggetto per generare un'attrazione sull'oggetto.

La natura della forza gravitazionale è stata studiata dagli scienziati per molti anni ed è ancora oggetto di studio da parte dei fisici teorici. Per un oggetto delle dimensioni di un aeroplano, le descrizioni date trecento anni fa da Sir Isaac Newton funzionano abbastanza bene. Newton sviluppò la sua teoria della gravitazione quando aveva solo 23 anni e pubblicò le teorie con le sue leggi del moto alcuni anni dopo. La forza gravitazionale tra due oggetti dipende dalla massa degli oggetti e dall’inverso del quadrato della distanza tra gli oggetti. Gli oggetti più grandi creano forze più grandi e più distanti sono gli oggetti più debole è l’attrazione. Newton fu in grado di esprimere la relazione in un’unica equazione del peso.

Il peso è una forza, e una forza è una quantità vettore che ha sia una grandezza che una direzione associate ad essa.Per un aereo, il peso è sempre diretto verso il centro della terra. La grandezza di questa forza dipende dalla massa di tutte le parti dell’aereo stesso, più la quantità di carburante, più qualsiasi carico utile a bordo (persone, bagagli, merci, …). Il peso è distribuito in tutto l’aeroplano, ma spesso possiamo pensare che sia raccolto e agisca attraverso un singolo punto chiamato centro di gravità. In volo, l’aeroplano ruota intorno al centro di gravità, ma la direzione della forza peso rimane sempre verso il centro della terra. Durante un volo l’aereo brucia il suo carburante, quindi il peso dell’aereo cambia costantemente. Inoltre, la distribuzione del peso e il centro di gravità possono cambiare, quindi il pilota deve costantemente regolare i controlli per mantenere l’aeroplano bilanciato.

Volare comporta due problemi principali: superare il peso di un oggetto con qualche forza opposta e controllare l’oggetto in volo. Entrambi questi problemi sono legati al peso dell’oggetto e alla posizione del centro di gravità.Il sogno rimane che, se potessimo veramente capire la gravità, potremmo creare dispositivi antigravità che rivoluzionerebbero il viaggio attraverso il cielo. Sfortunatamente, i dispositivi antigravitazionali esistono solo nella fantascienza. Macchine come gli aeroplani, o dispositivi a levitazione magnetica, creano forze opposte alla forza gravitazionale, ma non bloccano o eliminano la forza gravitazionale.

Puoi vedere un breve filmato di “Orville e Wilbur Wright” che discute la forza peso e come ha influenzato il volo del loro aereo. Il file del film può essere salvato sul tuo computer e visualizzato come Podcast sul tuo lettore podcast.

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