Perché l’acqua non esce da una bottiglia in caduta libera? L’esperimento

Se pratichiamo dei fori in una bottiglia riempita a metà di acqua, questa zampillerà dai fori per via della forza di gravità. Se però facciamo cadere la stessa bottiglia, l'acqua smette improvvisamente di cadere.

Per fare questo esperimento prendete una bottiglia senza tappo, fate alcuni buchi sulla parte bassa della bottiglia e tappateli temporaneamente con le dita. A questo punto riempite la bottiglia d'acqua e stappate i fori. L'acqua inizierà a uscire dai buchi e cadere verso il basso: fin qui nulla di strano.

Il fatto sorprendente è appunto che questo comportamento cessa istantaneamente durante la caduta della bottiglia, lungo la traiettoria di caduta, l'acqua smette di uscire dai fori.

Ma com'è possibile? Iniziamo con l'osservare che nella fase iniziale, quando teniamo la bottiglia ferma le stiamo – appunto – impedendo di cadere, mentre l'acqua è libera di cadere verso il basso, fuoriuscendo dai fori.

Se però lasciamo cadere la bottiglia, i due corpi – cioè la bottiglia e l'acqua – iniziano a cadere insieme con la stessa accelerazione (l'accelerazione di gravità g), per cui risultano fermi l'uno rispetto all'altro. Si dice che i due corpi sono in caduta libera e per questo si trovano in assenza di peso apparente.

Infatti quando la bottiglia cade il peso dell'acqua non agisce più sul fondo della bottiglia stessa, poiché quest'ultimo si sta muovendo verso il basso insieme all'acqua. Essendo dunque l'acqua ferma rispetto alla bottiglia, giocoforza cessa di fuoriuscire dai buchi. Una volta arrivata al suolo, la bottiglia si troverà nuovamente ferma e il liquido tornerà a fuoriuscire.

Questo è lo stesso principio per cui gli astronauti nella Stazione Spaziale Internazionale “fluttuano” come se non ci fosse la gravità. Proprio come per l'acqua e la bottiglia, la gravità c'è, ma la Stazione Spaziale sta “cadendo” verso la Terra con la stessa accelerazione che hanno gli astronauti, e pertanto questi ultimi sono fermi rispetto alla Stazione e sperimento l'assenza apparente di peso.

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