Fantafisica: massa variabile all'istante

Testo

Fantafisica: massa variabile all’istante. Immagina che una particella raddoppi improvvisamente la propria massa, mantenendo la stessa velocità. Cosa succede al baricentro del sistema (particella + tutto il resto dell’universo)?

Soluzione

Il baricentro è la media delle posizioni pesata con le masse. Se una particella raddoppia di colpo la propria massa, il suo peso nella media aumenta: il baricentro salterebbe istantaneamente verso la particella ingrandita, senza che nulla si sia spostato.

Peggio: mantenendo la stessa velocità ma con massa doppia, la sua quantità di moto $m\vec v$ raddoppierebbe, e così la quantità di moto totale del sistema crescerebbe dal nulla, violando la conservazione: $\ev{\vec P_\text{tot} \text{ aumenterebbe} \Rightarrow \text{conservazione violata}}$ È proprio per evitare questi paradossi che la massa è una grandezza conservata: non può comparire o sparire, e il baricentro di un sistema isolato non può fare salti.

Collegamenti

Argomenti: Centro di massa Concetti: Centro di massa · Conservazione della quantità di moto Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica