Il tuffatore che ruota

Testo

Il tuffatore che ruota. Un tuffatore salta dal trampolino e compie un “salto mortale” in aria. Durante il volo agita braccia e gambe. (a) Il suo centro di massa segue una traiettoria diversa dalla parabola di un corpo puntiforme? (b) La somma dei suoi momenti angolari interni può cambiare mentre è in aria? (c) Come usa effettivamente le braccia per accelerare o rallentare la rotazione? Argomenta senza calcoli.

Soluzione

(a) No. Sul tuffatore in volo agisce solo il peso (forza esterna): il centro di massa segue una parabola perfetta, come un punto materiale. Muovere braccia e gambe sono forze interne che non spostano il CM.

(b) No. In aria non ci sono momenti esterni significativi (il peso, applicato al CM, ha momento nullo rispetto al CM). Quindi il momento angolare interno $\vec{L}_\text{int}$ si conserva: la sua somma non può cambiare.

(c) Variando il momento d’inerzia. Poiché $L_\text{int} = I_\text{CM}\,\omega$ è costante, ridurre $I$ aumenta $\omega$ e viceversa. Raccogliendosi (braccia e gambe vicine all’asse) diminuisce $I$ e la rotazione si fa più veloce; aprendosi aumenta $I$ e la rotazione rallenta. È così che il tuffatore controlla il numero di giri e “frena” prima di entrare in acqua.

Collegamenti

Argomenti: Centro di massa Concetti: Momento angolare · Conservazione del momento angolare · Momento d’inerzia