Razzo nello spazio profondo

Testo

Un razzo è fermo nello spazio profondo. Accende i motori e accelera. Si muove anche il suo centro di massa? E se invece consideriamo come “sistema” razzo + gas espulsi, il centro di massa di tale sistema accelera?

Soluzione

Razzo da solo. Sì, il centro di massa del solo razzo accelera. Rispetto a questo sistema, i gas espulsi sono “usciti” ed esercitano su di esso una forza esterna (la spinta): $\sum F_\text{ext} \neq 0$, quindi $\vec{a}_\text{CM} \neq 0$.

Razzo + gas. No, il centro di massa del sistema completo razzo + gas espulsi resta fermo. Su questo sistema non agisce alcuna forza esterna (siamo nello spazio profondo): le forze tra razzo e gas sono interne e si cancellano. La quantità di moto totale resta nulla: il razzo va in avanti esattamente mentre i gas vanno indietro, e il CM comune non si sposta.

È lo stesso principio dell’esplosione: le forze interne redistribuiscono la quantità di moto ma non muovono il baricentro dell’insieme.

Collegamenti

Argomenti: Centro di massa Concetti: Centro di massa · Conservazione della quantità di moto · Esplosione