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La trottola, fatta girare, si alza sul piedino - il perché non lo sa nessuno esattamente. Probabilmente è l'attrito il responsabile di questo straordinario comportamento. |
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L'energia dissipata sotto l'influenza della forza d'attrito è più grande se la trottola ruota sul suo polo più largo (momento medio della forza d'attrito più grande a parità di pressione). Perciò la trottola tende a diminuire la superficie d'attrito, anche a costo d'innalzare il baricentro. L'aumento di energia potenziale si fa a spese del moto rotatorio. |
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Eccelsi fisici (Niels Bohr e Wolwgang Pauli) si sono scervellati su questo problema già all'inizio del XX secolo. Tuttavia la soluzione è lungi dall'essere facile. |
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Nella trottola ribaltina, a differenza delle trottole “normali”, sempre appuntite, alle forze di precessione dovute alla gravità si aggiungono gli effetti legati alle forze di attrito. Quando la trottola si capovolge, ruota più lentamente: parte dell’energia del moto rotatorio è stata utilizzata per innalzare il baricentro. La differenza di momento angolare viene assorbita dallo “universo”, cioè il pavimento, fonte della forza d’attrito. |
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A differenza del giroscopio, l’asse di rotazione della trottola non è fisso, ma libero. Per questo motivo il capovolgimento del giroscopio e il capovolgimento della trottola sono completamente diversi. Il giroscopio, dopo il capovolgimento, gira in senso opposto per l’osservatore esterno; la trottola gira nello stesso senso, per l’osservatore esterno, ed in senso opposto per lo gnomo all’interno. |
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Notiamo infine che le trottole “normali” non sono affatto dei semplici blocchi: o sono allungate, o bombate, ma quasi mai rotonde come la trottola ribaltina. L’analisi del moto della trottola “tippe-top” richiede l’uso del computer: all’Università di San Francisco è stato scritto un dottorato su questo tema. |