1. Forza materiale: All'aumentare della velocità angolare, anche la forza centripeta richiesta per mantenere un oggetto ruota aumenta. Questa forza è proporzionale al quadrato della velocità angolare. Alla fine, questa forza può superare la resistenza alla trazione del materiale, causando la rottura dell'oggetto.
2. Effetti relativistici: A velocità estremamente alte angolari, avvicinandosi alla velocità della luce, gli effetti relativistici diventano significativi. La dilatazione del tempo e la contrazione della lunghezza diventano evidenti e la massa dell'oggetto aumenta. Ciò rende sempre più difficile accelerare ulteriormente l'oggetto.
3. Considerazioni pratiche:
* Limitazioni di progettazione: Gli oggetti del mondo reale hanno limiti di progettazione. Cuscinetti, alberi e altri componenti hanno la massima velocità che possono gestire senza guasti.
* Requisiti energetici: L'aumento della velocità angolare richiede più energia. Ad un certo punto, l'energia richiesta per ottenere velocità più elevate diventa poco pratica o impossibile da fornire.
* Stabilità: Velocità angolari elevate possono portare a instabilità e vibrazioni, rendendo difficile controllare la rotazione dell'oggetto.
Esempi:
* stelle di neutroni rotanti (pulsar): Queste stelle incredibilmente dense ruotano a velocità estremamente elevate, raggiungendo migliaia di giri al secondo. Tuttavia, anche questi oggetti hanno limiti e la loro rotazione può eventualmente rallentare nel tempo a causa della perdita di energia.
* Macchine rotanti: Le attrezzature industriali come turbine e centrifughe hanno limiti di progettazione che limitano le loro velocità angolari massime.
In sintesi, mentre non esiste un massimo teorico per la velocità angolare, i limiti pratici imposti dalla resistenza del materiale, dagli effetti relativistici, dalla progettazione, dall'energia e dalla stabilità ci impediscono di raggiungere velocità arbitrariamente elevate nelle applicazioni del mondo reale.
