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ludovica-perrone
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Le leggi della Fisica sono le stesse per TUTTI gli osservatori INERZIALI
La velocità della luce c è costante per tutti gli
osservatori
È necessario una procedura per
sincronizzare gli orologi in quiete
Da spazio e tempo a
Spazio-tempo
La simultaneità
è relativa
RELATIVITA’ RISTRETTA
Gli orologi in moto ritardano rispetto a quelli in quiete
Gli oggetti in movimentoappaiono contratti
Come lo spazio ed il tempo, anche
massa ed energianon sono cose
separate
La massa
dipende dalla
velocità
RELATIVITA’ RISTRETTA
Due problemi:1- perché solo i sistemi di riferimento
inerziali???
2- e la gravitazione??
RELATIVITA’GENERALE
“Un indizio negletto”Uguaglianza
tra massa gravitazionale(massa pesante)
e massa inerziale (massa inerte)
RELATIVITA’GENERALE
Quali esperienze lo provano?“l’antico esperimento con il quale Galileo lasciò cadere masse diverse
dalla torre. Egli constatò che il tempo richiesto dalla caduta era sempre il
medesimo e che il moto di un corpo che cade non dipende dalla massa”
RELATIVITA’GENERALE
Cosa possiamo inferire?“Dunque:
1) La forza sollecitante della Terra dipende dalla massa pesante
2) Il moto rispondente della pietra dipende dalla sua massa inerte
3) E poiché il moto rispondente è sempre il medesimo -da una stessa altezza tutti i corpi
cadono allo stesso modo- dobbiamo inferire che massa pesante e massa inerte sono uguali.”
Pag 47
RELATIVITA’GENERALE
“l’idea più felice della mia vita”
1) Un osservatore in una cassa chiusa accelerata vede tutti gli oggetti non vincolati spostarsi sul fondo della cassa con identica accelerazione, esattamente ciò che si osserva in un campo gravitazionale uniforme.
2) L’inverso: per un osservatore in caduta libera il campo gravitazionale “sparisce” (almeno localmente) ; egli prova l’assenza di peso.
All’interno di un’astronave
lontana da tutto e accelerata
tutto accade come se
ci fosse un campo
gravitazionale
RELATIVITA’ GENERALE
Se l'astronave ha un'accelerazione a verso l'alto
l'osservatore non riesce a capire se
essa sia soggetta a un campo di forze apparenti , ossia se
l’astronave sia “tirata verso l'alto”, oppure
se sia in quiete immersa in un campo di forze gravitazionali
dovuto a un grande corpo massivo
posto “sotto” di essa.
RELATIVITA’ GENERALE
Attenzione: Se la persona all'interno dell'astronave lascia andare la piuma ed il sasso essi rimarranno al loro posto dal momento che nessuna forza agisce su di loro.
Il pavimento però si sta muovendo verso l'alto e, prima o poi, raggiungerà i due oggetti.
La persona all’interno dell'astronave , ignorando la situazione esterna, può credere di trovarsi dentro un campo gravitazionale dal momento che, lasciando andare la piuma ed il sasso, essi "cadono" sul pavimento contemporaneamente.
La persona stessa inoltre "sente" il proprio peso a causa del pavimento che spinge contro i piedi.
RELATIVITA’ GENERALE
RELATIVITA’ GENERALE
Mediante le leggi della meccanica la persona nell’ascensore non può decidere se è tirato verso l’alto o se si trova in un campo gravitazionale.
E provare con un esperimento di elettromagnetismo?
RELATIVITA’ GENERALE
UN ESPERIMENTO CON LA LUCE. In una parete laterale dell’astronave viene praticato un foro da cui entra
un pennello di luce. Se l’astronave fosse in quiete nel vuoto, lontano da tutto, il pennello
giungerebbe rettilineamente sulla parete opposta. Se l’astronave si muovesse verso l'alto con velocità costante la luce
muovendosi in linea retta colpirebbe la parete opposta più in basso. Se l’astronave ha un'accelerazione costante verso l'alto la traiettoria della
luce, in questo caso apparirebbe parabolica sia all'osservatore che viaggia sull'ascensore che a quello esterno.
Quindi, sia pensando che l’ascensore sia accelerato verso l’alto sia pensando invece che esso si trovi in quiete in un campo di forze gravitazionali, il pennello di luce subisce un'uguale deflessione dalla sua traiettoria rettilinea.
RELATIVITA’ GENERALE
Quindi gli effetti di un'accelerazione costante su di un osservatore
sono equivalenti a quelli di un campo gravitazionale
uniforme sullo stesso osservatore supposto in
quiete.
RELATIVITA’ GENERALE
Nessun esperimento compiuto in un locale chiuso ( purché limitato ad uno spazio ristretto e di durata temporale non eccessiva) permette allo sperimentatore di stabilire se si trova in presenza di un campo gravitazionale o all’interno di un mezzo di trasporto che sta accelerando in modo costante.
RELATIVITA’ GENERALE
RELATIVITA’ GENERALE
RELATIVITA’ GENERALE
PRINCIPIO DI RELATIVITA’ GENERALE
Le leggi della Fisica sono le stesse per TUTTI
gli osservatori
PRINCIPIO DI RELATIVITA’ GENERALE
Le leggi della Fisica sono le stesse per TUTTI
gli osservatori
Non solamente osservatori inerziali, ma anche accelerati
“Il problema di formulare le leggi della fisica per qualsiasi SC è stato risolto dalla teoria della relatività generale ; la teoria che l’ha preceduta e che si applica solo ai sistemi inerziali è chiamata teoria della relatività speciale . Naturalmente le due teorie non possono contraddirsi, poiché le vecchie leggi della relatività speciale vanno incluse nelle leggi generali , valevoli per un sitema inerziale”
L’evoluzione della fisica pag 222
RELATIVITA’ GENERALE
In un ascensore in caduta libera
non si sente la gravità
RELATIVITA’ GENERALE
IMMAGINIAMO ORA UN ASCENSORE ALL'ULTIMO PIANO DI UN GRATTACIELO.
Di colpo si spezza il cavo portante e la cabina inizia a cadere liberamente con accelerazione costante.
Contemporaneamente una persona che si trova nel suo interno lascia cadere un sasso ed una piuma.
La forza di gravità attrae allo stesso modo sia i due oggetti che l'ascensore, per cui la velocità relativa tra sasso e piuma è nulla.
In altre parole sia il sasso che la piuma non arrivano a toccare il fondo dell'ascensore, dal momento che quest'ultimo sta cadendo con la loro
stessa accelerazione. L'uomo all'interno della cabina potrebbe quindi a buon diritto affermare di trovarsi in una zona dello spazio lontana dall'azione gravitazionale di stelle
e pianeti, dal momento che i due oggetti lasciati a se stessi rimangono sospesi a mezz'aria.
RELATIVITA’ GENERALE
Nessun esperimento compiuto in un locale chiuso ( purché limitato ad uno spazio ristretto e di durata temporale non eccessiva) permette allo sperimentatore di stabilire se si trova in un ascensore in caduta libera o in un’astronave soggetta ad una forza totale nulla.
RELATIVITA’ GENERALE
PRINCIPIO DI EQUIVALENZA In una zona limitata dello spazio-tempo è
sempre possibile scegliere un sistema di riferimento in modo da simulare l’esistenza di un dato campo gravitazionale uniforme o,al contrario, in modo da eliminare l’effetto di un campo gravitazionale uniforme.
RELATIVITA’ GENERALE