Problema forza apparente

Sono rimasto colpito dalle varie discussioni sulla forza apparente, quindi vorrei proporre un semplice problema che dovrebbe riguardare il fulcro della disputa (esiste/non esiste):

Ci sono due Omini all'interno di un autobus:
- Omino A che ha massa 50kg;
- Omino B che ha massa 100kg;

Entrambi gli Omini viaggiano assieme all'autobus a velocità costante di 60km/h (sistema inerziale)

Ogni Omino è appoggiato all'estremità anteriore dell'autobus con un cuscino foam (di quelli che mantengono la forma impressa) per attutire eventuali colpi da frenata.

Improvvisamente l'autobus frena facendo decelerare lo stesso di un tot di m/s^2 (non importa quanto), per questo motivo il sistema di riferimento autobus diventa "NON" inerziale.

Ne consegue che entrambi gli Omini sprofonderanno nei rispettivi cuscini di una certa profondità, ma l'Omino B (100kg) sprofonderà maggiormente rispetto all'Omino A (50kg), supponiamo del doppio, per via della maggiore massa.

Le stessa cosa verrà percepita anche da un osservatore ESTRENO fermo in un sistema di riferimento INERZIALE, e quindi anche lui percepirà visivamente la diversa Forza che fa sprofondare diversamente i due Omini in base alla loro massa.

Questo significa che entrambi gli omini subiranno la stessa accelerazione (contraria alla frenata/decelerazione dell'autobus) ma una Forza diversa proporzionale alla propria massa, nel rispetto del 2° principio della dinamica.

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

Grazie.

Stando alla tua domanda, il fatto non è se per l'osservatore esterno esista o non esista, ma come la percepisce; dal suo punto di vista vedrà applicate due forze di spinta ben diverse per poter imprimere la stessa accelerazione sia all'omino da 50kg che a quello da 100kg. Mentre per gli omini serviranno due attriti differenti per frenarli.


Ps.
Provo a spiegarmi in base a come ho inteso una "forza fittizia":
Esiste, certo che esiste, ma varia in base al sistema di riferimento, quella che per me è accelerazione continua per te è forza centrifuga, e per l'altro è staticismo.

Citazione:

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Originariamente Scritto da turik

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

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vale il solito discorso
un conto è il linguaggio di tutti i giorni un conto è il linguaggio della fisica
Tutti noi abbiamo sperimentato la forza centrifuga o la spinta in automobile o in auto bus in fase di accelerazione
Ci viene naturali chiamarle forze

le leggi della dinamica e in particolare l'equazione F = ma valgono solo per osservatori inerziali
in questo contesto la forza F è la risultante delle sole forze reali
l'equazione può essere estesa anche a sistemi non inerziali a condizione che alla forze reali si aggiungano delle forze fittizie o apparenti
vengo alla domanda
la forza apparente si manifesta realmente come una qualunque forza reale ?
Negativo
Se ti interessi di relatività avrai sicuramente letto il seguente esempio
un astronave parte con un'accelerazione costante pari a g = 9.81 m/sec^2
Gli astronauti all'interno dell'astronave sentono il proprio peso (quasi) come quando erano sulla terra anche se l'astronave si trova nello spazio profondo
Passano generazioni, la memoria svanisce, i pronipoti degli astronauti credono che per qualche motivo il pavimento dell'astronave ha il potere di attirare a se tutti gli oggetti dell'astronave....finche arriva un Einstein che gli spiega come stanno le cose

qual'è la differenza tra forze reali e apparenti

a) le forze reali imprimono accelerazioni diverse a oggetti di massa diversa
b) le forze fittizie imprimono la stessa accelerazione a oggetti di massa diversa

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

Stando alla tua domanda, il fatto non è se per l'osservatore esterno esista o non esista, ma come la percepisce; dal suo punto di vista vedrà applicate due forze di spinta ben diverse per poter imprimere la stessa accelerazione sia all'omino da 50kg che a quello da 100kg. Mentre per gli omini serviranno due attriti differenti per frenarli.


Ps.
Provo a spiegarmi in base a come ho inteso una "forza fittizia":
Esiste, certo che esiste, ma varia in base al sistema di riferimento, quella che per me è accelerazione continua per te è forza centrifuga, e per l'altro è staticismo.

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Quale attrito diverso intendi? sono i medesimi cuscini che si oppongono alla frenata, e la reazione è la stessa sia per l'osservatore non inerziale che per quello inerziale.
Se la forza fittizia esiste, ma secondo te varia, in cosa nello specifico "varia" , se entrambi i sistemi vedono la stessa cosa? l'esempio è fatto apposta per evidenziare proprio questo aspetto.

Comunque grazie per la risposta.

Citazione:

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Originariamente Scritto da turik

Sono rimasto colpito dalle varie discussioni sulla forza apparente, quindi vorrei proporre un semplice problema che dovrebbe riguardare il fulcro della disputa (esiste/non esiste):

Ci sono due Omini all'interno di un autobus:
- Omino A che ha massa 50kg;
- Omino B che ha massa 100kg;

Entrambi gli Omini viaggiano assieme all'autobus a velocità costante di 60km/h (sistema inerziale)

Ogni Omino è appoggiato all'estremità anteriore dell'autobus con un cuscino foam (di quelli che mantengono la forma impressa) per attutire eventuali colpi da frenata.

Improvvisamente l'autobus frena facendo decelerare lo stesso di un tot di m/s^2 (non importa quanto), per questo motivo il sistema di riferimento autobus diventa "NON" inerziale.

Ne consegue che entrambi gli Omini sprofonderanno nei rispettivi cuscini di una certa profondità, ma l'Omino B (100kg) sprofonderà maggiormente rispetto all'Omino A (50kg), supponiamo del doppio, per via della maggiore massa.

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Mmm... A me risulta che, se l'autobus frena, gli omini si sentono spinti in avanti... A meno che non mi ricordi male...:whistling::sneaky:;)

Citazione:

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Le stessa cosa verrà percepita anche da un osservatore ESTRENO fermo in un sistema di riferimento INERZIALE, e quindi anche lui percepirà visivamente la diversa Forza che fa sprofondare diversamente i due Omini in base alla loro massa.

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Sicuro? A me risulta che l'osservatore esterno in un sistema inerziale non percepisce alcuna forza agente sui due omini, che tendono ad andare in avanti per via del principio d'inerzia. L'osservatore esterno nel sistema inerziale potrà spiegare tutto in termini di interazioni fisiche (principalmente l'attrito che agisce sui freni e sugli altri corpi in conseguenza) e di inerzia. Non ha bisogno di altro...

Citazione:

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Questo significa che entrambi gli omini subiranno la stessa accelerazione (contraria alla frenata/decelerazione dell'autobus) ma una Forza diversa proporzionale alla propria massa, nel rispetto del 2° principio della dinamica.

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

Grazie.

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Adesso ne parliamo.;)

Allora... Queste discussioni sulle forze fittizie o inerziali hanno un po' stufato...

Parliamoci chiaro: le forze fittizie o apparenti sono inserite in sistemi non inerziali per spiegare effetti misurabili che, in assenza, sono inspiegabili.

In ultima istanza sono tutte forze che non presuppongono una interazione fisica di qualche genere e che sorgono, per così dire "dal nulla".

Sono anche forze legate alla massa, perchè dovute a qualche tipo di accelerazione (F= m*a) e le distinguiamo in forze di accelerazione, forze di Coriolis e forze centrifughe.

In questo senso, anche la gravità può essere intesa come una forza fittizia, in quanto nella RG è dovuta alla curvatura dello spazio - tempo e non ad una interazione tra le masse.
Prova ne sia che non possiamo matematicamente distinguere la gravità dagli effetti di una accelerazione (vedi esperimento dell'ascensore di Einstein).

Duque, le forze apparenti sono necessarie nei sistemi non inerziali per spiegare quanto accade, mentre sono assolutamente superflue nei sistemi inerziali.

Se ne deduce che, essendo tutte le altre forze dovute a interazioni tra i corpi ed esistenti indipendentemente dal sistema di riferimento scelto, le forze fittizie sono perfettamente distinguibili dalle forze reali e sono fittizie in senso proprio.;)

Intanto ti ringrazio Red,

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Mmm... A me risulta che, se l'autobus frena, gli omini si sentono spinti in avanti... A meno che non mi ricordi male...:whistling::sneaky:;)

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Sì infatti ho scritto che sono posizionati davanti (estremità anteriore dell'autobus), possiamo immaginarli affianco al guidatore, come posizione.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Sicuro? A me risulta che l'osservatore esterno in un sistema inerziale non percepisce alcuna forza agente sui due omini, che tendono ad andare in avanti per via del principio d'inerzia. L'osservatore esterno nel sistema inerziale potrà spiegare tutto in termini di interazioni fisiche (principalmente l'attrito che agisce sui freni e sugli altri corpi in conseguenza) e di inerzia. Non ha bisogno di altro...

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Dovrebbe essere così, ma gli effetti delle forze in gioco sono visivamente percepite da entrambi gli osservatori, cioè la diversa profondità impressa nei due cuscini, proprio per via del principio d'inerzia applicata ai due Omini.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Adesso ne parliamo.;)

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Ok, siamo qui per questo.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Allora... Queste discussioni sulle forze fittizie o inerziali hanno un po' stufato...

Parliamoci chiaro: le forze fittizie o apparenti sono inserite in sistemi non inerziali per spiegare effetti misurabili che, in assenza, sono inspiegabili.

In ultima istanza sono tutte forze che non presuppongono una interazione fisica di qualche genere e che sorgono, per così dire "dal nulla".

Sono anche forze legate alla massa, perchè dovute a qualche tipo di accelerazione (F= m*a) e le distinguiamo in forze di accelerazione, forze di Coriolis e forze centrifughe.

In questo senso, anche la gravità può essere intesa come una forza fittizia, in quanto nella RG è dovuta alla curvatura dello spazio - tempo e non ad una interazione tra le masse.
Prova ne sia che non possiamo matematicamente distinguere la gravità dagli effetti di una accelerazione (vedi esperimento dell'ascensore di Einstein).

Duque, le forze apparenti sono necessarie nei sistemi non inerziali per spiegare quanto accade, mentre sono assolutamente superflue nei sistemi inerziali.

Se ne deduce che, essendo tutte le altre forze dovute a interazioni tra i corpi ed esistenti indipendentemente dal sistema di riferimento scelto, le forze fittizie sono perfettamente distinguibili dalle forze reali e sono fittizie in senso proprio.;)

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E' tutto corretto, ma se hai capito bene l'esempio che ho fatto, mi riferivo ad un ulteriore aspetto che riguarda proprio il principio di inerzia.

Visto dall'Osservatore Inerziale (esterno), i cuscini applicheranno la medesima forza (che alla fine è la forza di frenata) ai due Omini, i quali per il 3° principio della dinamica, reagiranno con la propria forza d'inerzia sprofondando diversamente nei cuscini, in base alla propria massa.

Ecco perchè bisogna distinguere le forze apparenti da quelle inerziali, per la stessa ragione, la forza centrifuga, è prima di tutto una forza inerziale (dal punto di vista che ho appena esposto), e tutto ciò accade a prescindere dal sistema di riferimento.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

Provo a spiegarmi in base a come ho inteso una "forza fittizia":
Esiste, certo che esiste, ma varia in base al sistema di riferimento, quella che per me è accelerazione continua per te è forza centrifuga, e per l'altro è staticismo.

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Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Se ne deduce che, essendo tutte le altre forze dovute a interazioni tra i corpi ed esistenti indipendentemente dal sistema di riferimento scelto, le forze fittizie sono perfettamente distinguibili dalle forze reali e sono fittizie in senso proprio.;)

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Ok, avevo inteso male...:whistling:

turik

ci sono due palle A e B
A è ferma, B è in moto alla velocità V in direzione di A
la massa di A è molto maggiore della massa di B
B rimbalza indietro mentre A rimane praticamente ferma
E' il principio di conservazione della quantità di moto
Le massa dell'uomo di 100 kg e dell'uomo di 50 sono maggiori della massa dei cuscini
Quindi i cuscini si deformano e gli uomini no
Il cuscino a contatto dell'uomo di 100 kg si deformerà di più di quello dell'uomo di 50 kg
non c'è bisogno di evocare nessuna forza apparente o inerziale
sostituisci sadicamente ai cuscini due incudini, poi vediamo chi si deforma :)

la conservazione della quantità di moto rispetta i principi di inerzia, soprattutto il 3° principio della dinamica, non cambia nulla.

insomma ribadisco quanto già detto

la fisica si fa con le equazioni , la fisica non si può fare a parole , altrimenti si fa una confusione terribile e si discute all'infinito rimanendo ognuno delle proprie idee
Non è questione di fare polemiche, agli stessi termini possiamo dare significati un poco diversi
Se a un tizio sceso dall'ottovolante con lo stomaco sotto sopra gli dicessimo :
"Ti senti male ?, strano, la forza centrifuga è solo immaginaria "
mi rimangio tutto la forza centrifuga è reale ;)


vuoi descrivere il comportamento dinamico di un sistema ?
Note le posizioni e le velocità iniziali vuoi trovare le posizioni e le velocitò finali ?
ok, allora:
se scegli un sistema di riferimento inerziale nelle equazioni di moto devi includere solo le forze reali
se scegli un sistema di riferimento non inerziale devi includere le forze reali e le forze fittizie
Quest'ultime si chiamano anche "apparenti" in quanto "appaiono" solo nelle equazioni dinamiche riferite a sistemi non inerziali

Se vogliamo rimanere sul piano fisico_filosofico la domanda seria è un'altra

Per quale ragione le equazioni della meccanica cambiano passando da un sistema di riferimento all'altro ?
Le leggi della natura non dovrebbero essere indipendenti dai sistemi di riferimento che sono una costruzione mentale dell'uomo ?

Questa è la domanda che si posero sin dall'inizio grandi scienziati incluso lo stesso Newton e che ebbe una risposta solo 300 anni dopo con Einstein

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

A me risulta che l'osservatore esterno in un sistema inerziale non percepisce alcuna forza agente sui due omini, che tendono ad andare in avanti per via del principio d'inerzia. L'osservatore esterno nel sistema inerziale potrà spiegare tutto in termini di interazioni fisiche (principalmente l'attrito che agisce sui freni e sugli altri corpi in conseguenza) e di inerzia. Non ha bisogno di altro...

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Era proprio quello che intendevo dire, l'osservatore esterno deve considerare anche l'inerzia dei due omini, cosa che l'osservatore "non inerziale" percepirà come una forza apparente.

Allora siamo in sintonia.

Citazione:

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la forza centrifuga, è prima di tutto una forza inerziale (dal punto di vista che ho appena esposto), e tutto ciò accade a prescindere dal sistema di riferimento.

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Questa però non l'ho capita...:thinking:
Se l'omino a terra sta osservando l'altro omino attaccato ad una corda ed in moto rotatorio, vede l'inerzia agire in modo tangente rispetto al moto; l'omino attaccato alla corda vede invece una forza(centrifuga) che agisce in maniera contraria rispetto a quella del fulcro(centripeta) a cui è ancorato.

mi sembra che si tenda a far le cose più difficili di quel che sono

una palla è in moto rotatorio appesa ad un cavo
tracciamo il vettore velocità tangente alla cerchio ad un certo istante
tracciamo un altro vettore un tempuscolo dopo
facciamo la differenza dei due vettori
otterremo un vettore non nullo diretto verso il centro di rotazione
c'è stata una variazione di velocità quindi un accelerazione quindi deve esistere una forza
questa forza è la trazione che il cavo trasmette alla palla
Un estensimetro ci confermerebbe che il cavo è in tensione
mettiamoci da un punto di vista di un osservatore in moto rotatorio insieme alla palla
questo osservatore vedrebbe la palla ferma ma il cavo è in tensione anche per lui
l'osservatore rotante ne deduce quindi che esiste una forza centrifuga che si oppone alla trazione del cavo mantenendo la palla ferma
ovviamente questa forza è fittizia l'unica forza reale è quella trasmessa dal cavo alla palla

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

Questa però non l'ho capita...:thinking:
Se l'omino a terra sta osservando l'altro omino attaccato ad una corda ed in moto rotatorio, vede l'inerzia agire in modo tangente rispetto al moto; l'omino attaccato alla corda vede invece una forza(centrifuga) che agisce in maniera contraria rispetto a quella del fulcro(centripeta) a cui è ancorato.

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L'osservatore a terra, vede l'inerzia agire in modo contrario alla forza che tiene l'omino attaccato al centro di rotazione, non tangente al moto, esattamente come l'omino che ruota e sente la forza centrifuga, quindi non cambia nulla a prescindere dei due sistemi di riferimento.

Citazione:

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mi sembra che si tenda a far le cose più difficili di quel che sono

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Riformulo.
Sono a spasso sulla jeep con Daisy ed a un certo lei sterza a sinistra; io che non mi son messo la cintura vengo sbalzato fuori a destra del veicolo, con moto esattamente opposto al centro del raggio della curva itrapresa. Un "guardone" esterno potrebbe pensare che il moto che dovrei avere, una volta sbalzato, sia di inerzia con il moto rettilineo che avevo prima di intraprendere la curva e tangente al moto dell'auto.

Citazione:

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tutto ciò accade a prescindere dal sistema di riferimento

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è qui che mi viene il tarlo...:thinking:

Ps
Come esempio avrei anche potuto essere con Bud Spencer(R.I.P.) sul suo dune buggy ma esiste una forza fittizia ma molto reale che mi ha spinto sulla jeep...:biggrin:


Pps
Avevo anche capito il concetto esposto da @Albertus, dove l'osservatore esterno(che non fa di professione il guardone:biggrin:) può calcolare il mio moto inerziale nel momento della curva in cui vengo catapultato dal veicolo, tenendo però conto della forza centripeta, in questo caso l'attrito dei pneumatici al terreno. Però la battuta ci stava...:whistling:

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

Riformulo.
Sono a spasso sulla jeep con Daisy ed a un certo lei sterza a sinistra; io che non mi son messo la cintura vengo sbalzato fuori a destra del veicolo, con moto esattamente opposto al centro del raggio della curva itrapresa. Un "guardone" esterno potrebbe pensare che il moto che dovrei avere, una volta sbalzato, sia di inerzia con il moto rettilineo che avevo prima di intraprendere la curva e tangente al moto dell'auto. è qui che mi viene il tarlo...:thinking:

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Non c'è nessun tarlo, il moto con cui vieni sbalzato dalla jeep non è contrario al centro del raggio della curva, ma TENGENTE alla curva, perchè non esiste nessuna forza centrifuga in quell'istante, in quanto non c'è la forza centripeta (cintura) agente su di te.
Il "guardone" esterno quindi non vede nessuna inerzia, in quanto il moto non è impedito da nessuna forza.....

Altra questione.
ISS. Viaggia a 27600km/h in modo rotatorio attorno alla terra; come nell'esmpio della jeep questa velocità le serve per mantenere quella forza centrifuga che la sobbalzi via dal pianeta ma che sia, grossomodo, uguale e contraria con la forza centripeta, che in questo caso è la gravità terrestre, per far si che mantenga un orbita tale da usare il meno carburante possibile e mantenere in sicurezza l'equipaggio. La domanda: escludendo qualsiasi altra forza od attriti, comprese altre interferenze gravitazionali, se per assurdo dovessimo posizionare la stazione al limite del campo gravitazionale terrestre e lasciarla "cadere" verso la terra, la sua velocità raggiunta sarebbe grossomodo di 27600km/h, se misurata nel punto esatto di dove sta orbitando ora? :thinking:

Citazione:

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perchè non esiste nessuna forza centrifuga in quell'istante

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Ed allora perchè vengo sbalzato fuori? Mica ho toccato le cosce a Daisy...:biggrin:

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

Ed allora perchè vengo sbalzato fuori? Mica ho toccato le cosce a Daisy...:biggrin:

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beh perchè tu prosegui per il tuo moto rettilineo, mentre daisy segue un moto rotatorio, evidentemente non andate d'accordo ;)

Citazione:

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evidentemente non andate d'accordo

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è meglio che prosegua per la mia strada...:biggrin:

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

dove l'osservatore esterno, può calcolare il mio moto inerziale nel momento della curva in cui vengo catapultato dal veicolo, tenendo però conto della forza centripeta, in questo caso l'attrito dei pneumatici

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Finita la battuta ho anche scritto questo, cercando di far intendere che non vengo sobbalzato all'istante, e forse avrei dovuto aggiungere anche l'attrito del sedile...:whistling:

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

nel momento della curva in cui vengo catapultato dal veicolo

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Ma quando vieni catapultato, tu non ricevi più nessun attrito, sei completamente slegato dall'auto, quindi riprendi immediatamente il tuo moto rettilineo, non è un processo graduale.

Citazione:

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sei completamente slegato dall'auto, quindi riprendi immediatamente il tuo moto rettilineo

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E qui non ci piove. Ma il moto rettilineo sarà lo stesso di prima che iniziasse la sterzata od avrà una traiettoria leggermente spostata?:sneaky:

Citazione:

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Ma il moto rettilineo sarà lo stesso di prima che iniziasse la sterzata od avrà una traiettoria leggermente spostata?:sneaky:

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Ma che domanda è questa? comincio a non capire se parli seriamente o prendi per i fondelli....

@Red Hanuman ti avranno "stufato" queste discussioni ma come vedi c'è molta confusione sull'argomento, la maggior parte qui non ha minimamente afferrato l'argomento, ma capisco che non è facile anche solo comprendere cosa sia una forza inerziale.

Basti pensare che l'osservatore non inerziale, non ha la reale percezione di quello che gli accade attorno, oscurando i finestrini dell'autobus, non sa che esiste una forza esterna che accelera il suo sistema di riferimento, ma internamente vede i corpi accelerare inspiegabilmente, questa è la sola ragione per cui si deve inventare una forza "fittizia" per spiegare quel moto, ma questo non significa che quella forza non sia riconducibile ad una forza reale, che è la forza di inerzia dei corpi, percepita perfettamente dall'osservatore esterno.

Definire l'inerzia "una forza" mi sembra eccessivo. Semplicemente è la tendenza a rimanere in uno stato inalterato nel tempo finchè non interviene una forza (e quindi si compie un lavoro) che lo modifica.

Quello che i più non riescono a comprendere è che le forze fittizie intervengono nel momento in cui è l'intero sistema di riferimento considerato a subire delle accelerazioni.

Una forza viene applicata ad un intero sistema di riferimento, e come risultato al suo interno appaiono delle "forze" che tali non sono, perchè in definitiva queste ultime compaiono su oggetti che sono in realtà in moto inerziale, e non subiscono in effetti una forza.

Forse sarebbe più chiaro se le chiamassimo forze "apparenti", "risultanti" o ancora meglio "emergenti".

Dove compaiono forze senza interazioni è doveroso pensare ad un sistema non inerziale.

Per i restanti sistemi di riferimento, bastano le normali interazioni e l'inerzia.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Mulder

E qui non ci piove. Ma il moto rettilineo sarà lo stesso di prima che iniziasse la sterzata od avrà una traiettoria leggermente spostata?:sneaky:

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Il moto dei passeggeri rimarrebbe sicuramente rettilineo e uniforme, tangente alla curva, SE non dovessimo applicare su di essi le interazioni dovute agli attriti e alla cintura.
La traiettoria risultante dei passeggeri dipende ANCHE dalle interazioni immediatamente successive al cambio di rotta dell'auto, non dimentichiamolo.

Per quanto riguarda gli oggetti in orbita, se togliessimo di istantaneamente di mezzo le masse che li attraggono ( o, che è equivalente, la curvatura dello spazio - tempo da essi generata), il corpo schizzerebbe via in moto rettilineo uniforme e tangente all'orbita precedentemente percorsa.

Per capire quanto è fittizia la forza centrifuga, consideriamo che nel caso appena espresso abbiamo istantaneamente eliminato la forza di gravità (centripeta).

Se la forza centrifuga fosse effettivamente una forza, non avendola tolta di mezzo dovrei vedere l'oggetto curvare nella direzione opposta a quella data dalla gravità.
Ma non lo fa, segno che la forza centrifuga esiste solo se c'è la gravità, e cioè se ci troviamo in un sistema non inerziale...:sneaky:

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Definire l'inerzia "una forza" mi sembra eccessivo. Semplicemente è la tendenza a rimanere in uno stato inalterato nel tempo finchè non interviene una forza (e quindi si compie un lavoro) che lo modifica.

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Certo, il principio d'inerzia è quello, ma la forza inerziale si manifesta quando intervengono forze esterne che compromettono l'equilibrio inerziale, come nell'esempio dell'autobus l'osservatore non inerziale non conosce queste forze perchè sono al di fuori del suo sistema di riferimento, quindi è costretto ad inventarsi una forza "fittizia".

Citazione:

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Quello che i più non riescono a comprendere è che le forze fittizie intervengono nel momento in cui è l'intero sistema di riferimento considerato a subire delle accelerazioni.

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Esatto, ma i più non comprendono che quelle accelerazioni non sono alla portata della percezione dell'osservatore non inerziale

Citazione:

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Una forza viene applicata ad un intero sistema di riferimento, e come risultato al suo interno appaiono delle "forze" che tali non sono, perchè in definitiva queste ultime compaiono su oggetti che sono in realtà in moto inerziale, e non subiscono in effetti una forza.

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Questo solo teoricamente, ma nel moto inerziale dei corpi interviene sempre una forza "reale" (es. attrito, ecc.), per questo si manifestano le forze inerziali, anche perchè un sistema non inerziale tende sempre a trovare un equilibrio.

Citazione:

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Forse sarebbe più chiaro se le chiamassimo forze "apparenti"....

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Sono già chiamate così, ma bisogna delimitarle nel loro contesto ben preciso...

Citazione:

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Per i restanti sistemi di riferimento, bastano le normali interazioni e l'inerzia.

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Su questo sono assolutamente d'accordo.

Citazione:

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Originariamente Scritto da Red Hanuman

Se la forza centrifuga fosse effettivamente una forza, non avendola tolta di mezzo dovrei vedere l'oggetto curvare nella direzione opposta a quella data dalla gravità.
Ma non lo fa, segno che la forza centrifuga esiste solo se c'è la gravità, e cioè se ci troviamo in un sistema non inerziale...:sneaky:

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Questa frase mi pare che si contraddica da sola.... "non avendola tolta di mezzo" ? ma se si toglie la centripeta automaticamente si toglie di mezzo anche la f.centrifuga. Ovviamente la f.centrifuga esiste solo se esiste quella centripeta, e cioè in un sistema non inerziale, ma questa è una cosa risaputa e scontata.

Ha proprio ragione @Red Hanuman questi discorsi hanno un po' stufato anche a me; per carità nessuno mi/ci obbliga a leggerli, poi capita di volersi fare due risate e trovarsi invece ad asciugar lacrime di disperazione utilizzando la sudata laurea in Fisica...
E da un punto di vista accademico il primo intervento di Red è già stato il più preciso e corretto, e già leggendo con attenzione ogni sua frase avrebbe dovuto essere assolutamente chiara la differenza tra forze reali e forze inerziali/apparenti/fittizie o come volete chiamarle.

Invitando i più dubbiosi a rileggere quanto detto da Red, aggiungo solo che le forze reali sono solo quelle relative alle interazioni fondamentali (elettromagnetica, nucleare debole e forte, "gravitazionale" se non si tien conto della RG); le forze fittizie invece NON esistono.

Ma io percepisco tali forze! Certo che le "percepisci", ma ciò che è fittizio è un inganno causato dal "peccato" di non considerare (o di ignorare) che ti trovi in una "scatola" accelerata da qualcosa all'esterno di essa. Mi spiego meglio con due esempi.

1. Se io freno di colpo e tu senza cintura di sicurezza ti spiaccichi sul parabrezza, non puoi dire che il parabrezza e la tua faccia si sono attratti elettromagneticamente o gravitazionalmente; e anche se a te sembra di esser stato spinto in avanti, in REALTÀ è stato il vetro a venirti addosso, e per ragioni che la tua faccia non può conoscere (lo sa l'asfalto lo sa...).

2. Se prendo mio nipote per le braccia e ruotando gli faccio fare la giostra, lui si sente le braccia stirate in modo centrifugo (verso fuori), ma la REALTÀ è che io energicamente e costantemente lo tiro a me in modo centripeto (verso di me). E guai tirare in ballo il terzo principio, forza centrifuga-centripeta non sono azione e reazione!

Le forze fittizie sono solo un'illusione generata del cambio di coordinate, ma questa illusione possiamo descriverla e metterla in formule (F=ma) che ci permettono di descrivere il mondo intorno a noi anche se veniamo accelerati. Dirò di più: se "percepiamo" forze fittizie deduciamo che qualcosa ci sta accelerando. Ultimo esempio:
3. L'acqua non cade dritta nel sifone di un lavandino, ma gira in verso orario se siamo in un emisfero, antiorario nell'altro; ci sarà una strana e nuova forma di interazione della materia che è dipendente dall'emisfero in cui ci troviamo? No di certo! Ciò può esser dovuto a gravità o elettromagnetismo? No di certo! quindi deduciamo che il sistema acqua+lavandino vengono accelerati dall'esterno.

Edit: ringrazio @turik che ha ricordato che l'esperimento del lavandino è una bufala, perché non è veramente fattibile in modo casalingo in quanto la forza di Coriolis è troppo piccola. Va quindi preso più come un "esperimento mentale"

Inviato dal mio Redmi 4 utilizzando Tapatalk

"E guai tirare in ballo il terzo principio, forza centrifuga-centripeta non sono azione e reazione!"

Perchè no? in ogni caso anch'io ho spiegato che le forze fittizie dipendono dal fatto che un sistema non inerziale è come se fosse una scatola chiusa, senza che gli occupanti conoscano cosa avviene fuori. Forse i messaggi che scrivo passano inosservati, oppure perchè non mettendo una laurea di mezzo, non vengono letti con attenzione. Chissà.

"L'acqua non cade dritta nel sifone di un lavandino, ma gira in verso orario se siamo in un emisfero, antiorario nell'altro;"

Questa, mi spiace, ma è una bufala già ampiamente smontata, non è affatto vero.

turik, ti chiedo scusa, ci ho messo troppo a scrivere il post e non mi ero accorto che nel frattempo c'erano stati i tuoi interventi, che poi ho letto e apprezzato molto.
Ma non puoi dirmi che centrifuga e centripeta sono azione e reazione.
E la forza di Coriolis non è una bufala, l'ho calcolata un sacco di volte studiando la cinematica

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Però @turik hai ragione, la forza di Coriolis è effettivamente troppo piccola per essere rilevata in modo "casalingo"

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Originariamente Scritto da cesarelia

turik, ti chiedo scusa, ci ho messo troppo a scrivere il post e non mi ero accorto che nel frattempo c'erano stati i tuoi interventi, che poi ho letto e apprezzato molto.
Ma non puoi dirmi che centrifuga e centripeta sono azione e reazione.
E la forza di Coriolis non è una bufala, l'ho calcolata un sacco di volte studiando la cinematica

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Ti ringrazio per l'apprezzamento, ma ho affermato anche che quello che ha detto Red nel primo commento è corretto.

Non ho mai detto che Coriolis è una bufala, ma solo il discorso del lavandino, purtroppo quella è un bufala che non dimostra Coriolis, che esiste come "effetto", non ho detto il contrario.

Sul discorso del 3° principio non capisco perchè non si dovrebbe applicare alla forza centripeta/centrifuga, è una cosa che mi interesserebbe molto sapere.

3° principio: la Terra attira la Luna (forza che agisce sul corpo Luna), la Luna attira la Terra (forza che agisce sul corpo Terra), e questo due forze sono presenti sia guardando tutto dal centro di massa dei due corpi (sistema inerziale), sia mettendosi sulla Luna (sistema non inerziale). Ma quando guardi tutto dalla Luna, aggiungi una terza forza (centrifuga) per giustificare il fatto che la Luna non cade verso il centro di massa dei due corpi.
E centrifuga e centripeta non devono necessariamente essere uguali in modulo, lo sono solo nel moto circolare uniforme

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Citazione:

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Originariamente Scritto da cesarelia

3° principio: la Terra attira la Luna (forza che agisce sul corpo Luna), la Luna attira la Terra (forza che agisce sul corpo Terra), e questo due forze sono presenti sia guardando tutto dal centro di massa dei due corpi (sistema inerziale), sia mettendosi sulla Luna (sistema non inerziale). Ma quando guardi tutto dalla Luna, aggiungi una terza forza (centrifuga) per giustificare il fatto che la Luna non cade verso il centro di massa dei due corpi.

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Ah ok, in sostanza è quello che ho detto io, dal punto di vista dell'osservatore non inerziale la forza centrifuga è vista come forza apparente, dal punto di vista degli osservatori inerziali di applica il 3° principio, c'è stato solo un misunderstanding.

Citazione:

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Originariamente Scritto da turik

Certo, il principio d'inerzia è quello, ma la forza inerziale si manifesta quando intervengono forze esterne che compromettono l'equilibrio inerziale, come nell'esempio dell'autobus l'osservatore non inerziale non conosce queste forze perchè sono al di fuori del suo sistema di riferimento, quindi è costretto ad inventarsi una forza "fittizia".

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stiamo facendo degli esempi concreti, corretti ma limitanti e quindi, in un certo senso anche un poco fuorvianti
definiamo prima i termini :

sistema : l'autobus + passeggeri + altri oggetti
sistema di riferimento inerziale : sistema di assi cartesiani x,y,z solidali con la terra
sistema di riferimento non inerziale : sistema di assi cartesiani x',y',z' in moto accelerato lineare e/o rotatorio rispetto al sistema di riferimento inerziale x,y,z

In tutti gli esempi si è ammesso , implicitamente, che il sistema non inerziale x'y'z' sia rigidamente connesso all'autobus che risulta quindi fermo rispetto a x'y'z' mentre i passeggeri e altri oggetti potrebbero essere in moto rispetto a x'y'z'

Il sistema di riferimento x'y'z' potrebbe però essere in moto anche rispetto all'autobus

Si tratta di scrivere le equazione di moto dell'autobus , dei passeggeri ecc rispetto a x'y'z'

I sistemi di riferimento xyz o x'y'z' sono creazioni dell'uomo di cui la natura se ne sbatte
Ci dovrà pur essere qualcosa che dipende solo dalle leggi naturali
Quel qualcosa c'è e si chiama :
Principio di minima azione
Il principio di minima azione è quello che costringe un corpo a muoversi lungo il percorso più favorevole dal punto di vista energetico tra tutti i percorsi possibili
Mentre le equazioni di Newton valgono solo per xyz , il principio di minima azione vale per qualsiasi x'y'z'

facendo i calcoli si trova che le forse che "appaiono" nelle equazioni di moto rispetto a x'y'z' sono :
Le forze reali-le forze d'inerzia traslatorie-le forze d'inerzia rotatorie-la forza di coriolis

Citazione:

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comincio a non capire se parli seriamente o prendi per i fondelli....

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Assolutamente no. Ho fatto solamente un paio di prove pratiche che mi hanno portato a pensarlo:
1: andando in auto a circa 50km/h (in zona industriale e strada deserta), stando alla guida con il corpo rilassato, il solo accennare una sterzata a destra e sentire la spalla che va a comprimere la portiera sx (cioè non verso la linea di mezzeria della strada che per inerzia dovrebbe essere la direzione che dovrebbe avere il mio corpo), immaginando poi di non avere la portiera che mi ferma ed essere sbalzato fuori in quel preciso istante, sempre usando l'immaginazione mi vedevo arrivare dal lato opposto della corsia sulla mia sinistra. Questo mi ha fatto scrivere l'esempio della jeep.
2:non contento di ciò pensato in 1, ho percorso la stessa strada con una sfera in acciaio appoggiata nella fessura del finestrino abbassato, sterzo a destra, la sfera cade e tre volte su tre ha percorso la corsia sulla mia sinistra dalla linea di mezzeria fino a fermarsi quasi al bordo strada più a sx, anche se non in maniera così brusca di come mi ero "figurato" io, sbalzato, senza portiera. Evidentemente le forze in gioco sono altre, come ad esempio la strada che pende:blush:

La mia scuola si ferma solo alla terza media(più qualche corso di primo soccorso, di antincendio e svariati di meccatronica :biggrin:) e fino a poco più di un paio di settimane fa non avevo mai aperto viki per leggere quali fossero le definizioni di sistema inerziale e non; Li vedevo menzionati ogni tanto qui nei post.
Abbiate pazienza.;)

Citazione:

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Originariamente Scritto da turik

Questa frase mi pare che si contraddica da sola.... "non avendola tolta di mezzo" ? ma se si toglie la centripeta automaticamente si toglie di mezzo anche la f.centrifuga. Ovviamente la f.centrifuga esiste solo se esiste quella centripeta, e cioè in un sistema non inerziale, ma questa è una cosa risaputa e scontata.

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Nessuna contraddizione. Se la forza centrifuga fosse una forza come le altre, bisognerebbe spiegare perchè è coordinata con la forza centripeta.
Quale teoria giustifica una cosa del genere, quale correlazione fisica?

L'unica spiegazione è che ci troviamo in un sistema non inerziale, e appena questa condizione non è soddisfatta, la forza centrifuga scompare.