Ciao @astrotrouble, secondo me ti stai concentrando troppo sulle apparenze che sulle reali dinamiche
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Ciao @astrotrouble, secondo me ti stai concentrando troppo sulle apparenze che sulle reali dinamiche
purtroppo la fisica si fa con i calcoli
riprendo l'esempio della macchina che fa un curva brusca
fin quando la macchina si muove in moto rettilineo uniforme, macchina e passeggero hanno la stessa velocità V
all'istante t = 0 la macchina fa una curva di raggio R
Il passeggero che non ha allacciato le cinture di sicurezza tende a mantenere la velocità V rettilinea mentre la macchina percorre un arco di curva
la distanza tra il passeggero e il centro della curva ( o tra passeggero e guidatore ) aumenta
basta fare uno schizzo
Il passeggero è quindi soggetto ad un'accelerazione radiale
questa accelerazione vale V^2/R
il passeggero ha quindi la sensazione di essere "spinto" verso l'esterno
in realtà c è solo un moto "relativo" tra passeggero e macchina conseguente al primo principio della dinamica
No, nemmeno per sogno. La gravità si applica in tre dimensioni in modo totalmente identico e indipendente dalla direzione in cui la guardi.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
La "forza centrifuga" è simmetrica per piani paralleli all'equatore e ortogonali all'asse di rotazione. Se valuti la forza centrifuga sui meridiani, l'avrai massima all'equatore e zero ai poli.
La forza di gravità, ammesso che il corpo sia perfettamente sferico e omogeneo, sarà identica in tutti i punti della superficie.
La gravità si affievolisce col quadrato della distanza, perchè è proporzionale alla superficie equipotenziale.
In poche parole, se calcoliamo il totale della forza di gravità su sfere concentriche al corpo che la emette, il risultato è sempre uguale.
La tensione del filo l'avevo semplificata troppo nel mio esempio, comunque non va interpretata come forza centrifuga, è una forza elettromagnetica di legame molecolare.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
All'equatore non "pesiamo" meno, è la bilancia che segna meno: la bilancia non misura veramente il peso, ma misura la reazione vincolare, cioè il contrasto elettromagnetico con cui il pavimento si oppone al peso.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Questa azione di contrasto è minore all'equatore perché già noi tendiamo "naturalmente" a sfuggire alla gravità perché all'equatore siamo "sparati" a 1600kmh mentre ai poli stiamo praticamente fermi.
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Sì, è fin troppo semplificata, anche perchè il filo può spezzarsi in un qualunque punto, non solo all'altezza del perno, quindi anche se la tensione nello specifico è una forza di legame molecolare, è comunque una forza che si oppone alla forza centripeta, quindi a tutti gli effetti si può definire come un forza centrifuga.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Ok, forse ci siamo, questa potrebbe essere la spiegazione, ma "il contrasto è minore all'equatore" perchè la gravità deve vincere l'inerzia del corpo (detto in altre parole della frase azzeccatissima "tendiamo a sfuggire naturalmente") che in questo caso si sta muovendo a 1600kmh, e quindi la sua inerzia è maggiore rispetto ai poli, di conseguenza la gravità all'equatore influisce meno che ai poli.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Questa "inerzia" può essere interpretata come una forza centrifuga, proprio perché a conti fatti si oppone alla forza gravitazionale, che è una forza centripeta. Questo a prescindere dal sistema di riferimento che consideriamo.
Quindi se esiste l'inerzia di un corpo, esiste anche la forza centrifuga.
Io la vedo così.
Allora continuiamo a semplificare. Ti trovi seduto sul bordo di una pedana circolare che ruota in una piazza. Accanto alla piazza sulla mia auto io sto lentamente percorrendo un rettilineo a velocità costante (e per sicurezza ho anche spento il motore e sono in folle con la frizione premuta).
Ora a parte recriminare sul povero pedone che ho investito, tu dimmi perché devi anche per forza rifilarmi una forza inesistente, solo per giustificare a te stesso il mio strano moto che è rotante solo ai tuoi occhi (perché è quello che vedrai dal punto di vista del tuo mondo della pedana).
Inviato dal mio Redmi 4 utilizzando Tapatalk
Un attimo, ma adesso stai facendo un esempio di Coriolis, che è una forza fittizia, anzi non è nemmeno una forza in quanto è un effetto, infatti si chiama "effetto Coriolis", per favore, non mischiamo le pere con le mele...... la forza centripeta, da cui scaturisce la forza centrifuga, sono direttamente applicate al corpo esattamente come se fossero forze vincolari.
se tiriamo in ballo forze elettromagnetiche o simili facciamo solo confusione
il problema può e deve essere spiegato solo con considerazioni di tipo cinematico
un osservatore inerziale vede la terra ruotare intorno all'asse polare
sull'equatore c'è un omino con un pallone sopra la testa in sospensione pneumatica
il pallone è ancorato al terreno
Dal punto di vista dell'osservatore esterno omino e pallone sono in moto alla velocità
v = omega*R
all'istante t = 0 il pallone si sgancia
l'osservatore esterno vedrà il pallone muoversi tangenzialmente alla terra con velocità v
dopo un tempo t il pallone avrà percorso lo spazio s = v*t
nel frattempo la terra è l'omino sono ruotati dell'angolo : a = omega*t
fate un semplice schizzo
il pallone si troverà ancora sopra la testa dell'omino ma la distanza tra l'omino e il pallone è aumentata
l'omino non si accorge del movimento tangenziale del pallone
l'omino percepisce solo un moto radiale del pallone cioè verso l'alto
facendo i conti l'accelerazione del moto radiale del pallone all'stante t = 0 vale a = v^2/R
l'omino attribuisce questo moto radiale accelerato all'esistenza di una forza centrifuga
mentre per l'osservatore esterno alla terra il moto ascensionale del pallone e solo la componente radiale del moto del
pallone
Abbiamo capito che esiste la cinematica, è inutile ripeterlo fino allo sfinimento, come ho detto stiamo affrontando il problema dal punto di vista della dinamica, ovvero delle cause, a prescindere dai sistemi di riferimento, spero di non doverlo ripetere ancora, grazie.
ok... parliamo dinamicamente. Questo signore afferra la ringjiera di una pedana rotante
Allegato 44030
Per quale di questi due motivi si tiene forte alla ringhiera?
1) non accetta l'idea di allontanarsi (solo azione attiva, centripeta)
oppure
2) sta subendo una forza (azione passiva, centrifuga) e deve contrastarla (azione attiva, centripeta)
Ma poi... chiediamoci che ci faceva attaccato a quella ringhiera:
1) stava "viaggiando" a velocità uniforme per i fatti suoi, con traiettoria tangenziale alla pedana, quando ha visto sulla pedana una bella ragazza e "al volo" si è aggrappato (solo azione attiva, centripeta);
oppure
2) stava sulla pedana inizialmente ferma e lui invece di starsene al centro è andato ai bordi; cosa stupida perché la pedana ha accelerato, e ha impartito una accelerazione anche sull'uomo, con uno stratagemma malefico, ovvero l'attrito sotto le sue scarpe, che agiva in modo tangenziale; ma chissà perché, anche se l'attrito era tangenziale, e ne sentiva la pressione dentro le sue scarpe, sembrava che il risultato fosse una crescita di una misteriosa forza radiale (azione passiva, centrifuga).
Senza attriti osserveremmo meglio il mondo che ci circonda (ma sono fondamentali per la vita).
Anche la forza centrifuga è una forza fittizia, potremmo benissimo chiamarlo "effetto centrifugo"Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
per dinamica intendi il moto di un corpo prodotto dalle forze che agiscono su di esso ?Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
In tal caso
la velocità è una grandezza relativa nel senso che dipende anche dall'osservatore oltre che dall'oggetto in movimento
due osservatori possono descrivere due moti diversi dello stesso oggetto e quindi giungere a considerazioni dinamiche diverse
nel mio esempio
per l'osservatore esterno alla terra il pallone si muove in moto rettilineo uniforme
quindi in base alla prima legge della dinamica non è soggetto a nessuna forza
per l'osservatore terrestre il pallone si muove in moto radiale accelerato
quindi in base alla seconda legge della dinamica esiste una forza centrifuga
spero che adesso il concetto ti sia chiaro
cesarelia
capisco che in un sito di non specialisti non si può essere troppo tecnici
tu questi concetti sicuramente li capisci come si evince dai tuoi precedenti post tuttavia questo tipo di spiegazioni "descrittive" , a mio avviso, possono generare confusione
pe questo motivo sono piuttosto scettico sui libri scientifici divulgativi che tendono di spiegare fenomeni complessi con esempi, a volte, veramente insulsi
nel tuo esempio
Cosa succede se l'uomo stacca le mani dalla ringhiera ?
L'uomo si muove in avanti tangenzialmente al disco (trascurando l'attrito dei piedi)
la distanza dell'uomo dal centro di rotazione del disco aumenta
quindi l'uomo si muove verso l'esterno in moto accelerato
quindi, secondo l'uomo stesso e secondo qualunque altro osservatore in rotazione col disco, l'uomo è soggetto ad una accelerazione radiale che implica l'esistenza di una forza centrifuga
Un osservatore esterno al disco darebbe una spiegazione diversa dello stesso fenomeno in quanto descriverebbe un tipo di moto diverso
Secondo l'osservatore esterno ,l'uomo si muove in avanti in moto rettilineo uniforme, mentre il disco ruota sotto i suoi piedi, quindi l'uomo non è soggetto a nessuna forza
Il semplice fatto di tenersi attaccato alla ringhiera questo rappresenta la forza centripeta per l'omino, e di conseguenza il suo moto inerziale contrasta continuamente la forza centripeta, generando la forza centrifuga.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Ecco, è qui che abbiamo la parte apparente della forza centrifuga, il fatto che l'omino si sposta verso l'esterno della pedana, perchè togliendo qualsiasi attrito (l'attrito e la pressione dentro le sue scarpe, rappresentano proprio la forza centripeta), vediamo l'omino spostarsi verso l'esterno della pedana per una forza apparente che non esiste.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Ma una volta che l'omino si aggrappa alla ringhiera, per lui si innesca la forza centripeta, e contemporaneamente, la sua inerzia contrasta questa forza come avviene con le forze vincolari, allora abbiamo una forza uguale e contraria che è proprio la forza centrifuga reale.
Non esiste una realtà senza attriti, a meno di andare nello spazio cosmico profondo, ma anche in quel caso dubito che esista il vuoto assoluto, quindi in tal caso osserveremmo solo un mondo IDEALE.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Certo ma solo se l'omino non si aggrappa o non subisce l'attrito, e come ho detto è un caso ideale, non reale.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Comunque ci eravamo quasi arrivati, con questa afermazione:
Mi basta solo capire perchè all'equatore la reazione vincolare è minore per il semplice fatto che viaggiamo a 1600kmh, per quale ragione? anche il suolo viaggia a 1600kmh, perché la velocità dovrebbe far diminuire questo effetto? L'unica cosa che mi viene in mente è l'inerzia che contrasta l'azione vincolare innescata dalla gravità, ergo una forza centrifuga vera e propria.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
a costa di ripetermi fino alla nausea
la rotazione della terra genera , dal punto di vista di un osservatore solidale con la terra, un'accelerazione (non una forza ) radiale diretta verso l'esterno
Questa accelerazione si può calcolare e vale a = v^2 / r
v = 1600 km/h r = 6356 km ergo a = 0.031 m/sec^2
L'accelerazione di gravità (non la forza di gravità ) all'equatore vale g = 9.789 m/sec^2
quindi una massa di 1 kg pesa all'equatore :
P = 1*(9.789 -0.031) = 9.758 newton
ai poli l'accelerazione di gravità vale g = 9.823 m/sec^ a causa dello schiacciamento dei poli, mentre l'accelerazione ( non la forza ) centrifuga è nulla
quindi ai poli 1 kg di massa pesa
P = 9.823 newton
la differenza di peso è circa quasi del 2 %
Adesso só dove andare a fare la dieta costume che dia qualche risultato...:biggrin:Citazione:
all'equatore pesiamo meno
Relativisticamente parlando, una vocina mi dice che un qualcosa del genere succeda sia a livello di moti planetari nei sistemi solari che moti stellari galattici... Massa che si muove e spazio che curva sotto/attorno essa.:thinking:Citazione:
Secondo l'osservatore esterno ,l'uomo si muove in avanti in moto rettilineo uniforme, mentre il disco ruota sotto i suoi piedi
:D
infatti si era già detto che in RG la gravità può essere vista come forza fittizia ;)
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Già precedentemente avevo fatto notare che succede solo nei casi (ideali) di moto perfettamente circolare e uniforme. Nei moti ellittici, parabolici o iperbolici non avviene.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Non posso darti torto: da un certo punto di vista (il sistema non inerziale) la forza centrifuga è esattamente l'inerzia: nel sistema rotante non la vedi per quello che è, cioè un'inerzia, ma per quello che appare, una forza centrifuga. L'inesattezza nel tuo discorso è solo che non contrasta l'azione vincolare, ma gli deve essere sommata; o meglio, per essere più precisi, è l'azione vincolare che equilibrerà in modo preciso la risultante tra forza [peso+centrifuga], in modo da non farci né volare né sprofondare nel terreno.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Ma invece è più bello ed elegante (e soprattutto più semplice per molti calcoli fisici) vedere la realtà con occhi inerziali, e vorrei provare a mostrartelo con questa reinterpretazione dell'effetto "dimagrimento all'equatore".
I nostri piedi calpestano il suolo con una forza F1, misurata dalla bilancia, che come abbiamo detto è minore del nostro peso. Una bilancia posta tra noi e il suolo misura in modo puro e semplice questa intensità, mediante l'accorciamento di una semplice molla (supposta con buona approssimazione priva di massa).
Poi una forza F2 (di intensità identica) ci spinge verso l'alto e impedisce il nostro sprofondamento nel terreno.
Questo dato di fatto si verifica solo invocando il terzo principio (F1=-F2) e a prescindere dalla velocità del suolo sotto di noi.
Se F2 + il nostro peso creano quella risultante centripeta che genera la nostra traiettoria di rotazione, non è affar nostro sapere quali forze agiscono sul suolo o a quale velocità esso si muova sotto i nostri piedi. L'unica cosa che conta veramente è sapere a quale velocità ruotiamo noi rispetto ad un sistema "fisso" (inerziale).
Faccio un esempio. Dopo essermi pesato al polo Nord, vado all'equatore e salgo su un treno che viaggia a 1600kmh in direzione opposta alla rotazione terrestre: la bilancia sul treno segnerà gli stessi chili che registravo al polo.
Sperando di aver chiarito un po' le idee, proviamo a toglierci un ulteriore sfizio, considerando cosa avviene al suolo mentre ci pesiamo da fermi all'Equatore.
Il suolo viaggia come noi a 1600kmh, ma è soggetto ad alcune forze radiali: la sua stessa forza peso + la forza di contatto con i nostri piedi (come abbiamo visto è minore del nostro peso) + la forza con cui gli strati sottostanti sorreggono quello strato di superficie terrestre. Quest'ultima forza ha certamente intensità minore delle prime due, perché una risultante centripeta non nulla di tutte le forze deve assicurare la continuità del moto rotatorio.
Riflettendoci bene, la rotazione produce un effetto domino esponenziale, per il quale gli strati più profondi (vicino all'asse di rotazione) devono "sorreggere meno" gli strati immediatamente superiori, e così via fino agli strati più superficiali. Ogni strato inferiore è dispensato dal dover compensare (="sorreggere", "annullare") tutta la forza peso del successivo strato: una piccola percentuale non deve essere compensata perché è necessaria a garantire il moto rotatorio.
È una probabile spiegazione dello schiacciamento ai Poli e della differenza di diametro tra Equatore e meridiani. Nulla vieta di vedere questi come effetti della "forza centrifuga", ma guai a confonderla con la reazione vincolare, che spesso ha la stessa direzione e lo stesso verso, ma si comporta in modo opposto perché, come abbiamo visto, una rotazione determina una diminuzione della reazione vincolare (mentre la forza centrifuga aumenta); e la differenza di comportamento si accentua sempre più allontanandosi dall'asse di rotazione.
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@cesarelia
mi sembra che ci stai girando attorno, senza affrontare il problema, anzi sembra che lo vuoi evitare come la peste.
La domanda è semplice: perchè la reazione vincolare diminuisce in funzione della velocità?
non mi puoi rispondere che se prendiamo un treno a velocità uguale e contraria annulliamo quell'effetto, grazie è ovvio che è così, chi ha mai detto il contrario, io voglio sapere semplicemente il perchè la reazione vincolare diminuisce all'aumentare della velocità.
Dopodiché sono pronto a dire che la forza centrifuga non esiste.
Detto questo, se l'inerzia può essere vista come una forza centrifuga, allora non puoi dire che è così solo dal punto di vista di un sistema NON inerziale, in quanto l'inerzia esiste a prescindere dal sistema di riferimento. Al massimo mi puoi dire che l'inerzia non è una forza, ma anche questa affermazione andrebbe contro il terzo principio della dinamica.
Davvero, la cosa mi interessa e mi incuriosisce molto e non vorrei concludere questo discorso con una spiegazione vaga solo perchè la scienza dice così, grazie.
cesarelia
secondo me ti stai avvitando in discussioni pericolose
partiamo dai fondamenti
Domanda : Cos'è una forza ?
In fisica la forza è un grandezza derivata
Sono state stabilite per convenzione le unità di misura di :
spazio (metro), tempo (secondo), massa(kg)
l'unità di misura "derivata" di forza (newton) è la forza che applicata ad una massa di 1 kg produce un accelerazione di 1 mt/sec^2
partiamo allora dal concetto di accelerazione e dal concetto di osservatore
un osservatore vede un oggetto in moto accelerato
Domanda : Sull'oggetto è applicata una forza ?
negativo
Solo nel caso di osservatore inerziale
se l'osservatore è inerziale ad ogni accelerazione corrisponde un iterazione fisica tra l'oggetto accelerato e il mondo fisico
se l'osservatore non è inerziale il moto accelerato dell'oggetto potrebbe essere dovuto allo stato di moto dell'osservatore stesso senza che sull'oggetto agisca alcuna azione fisica da parte del mondo esterno
al fine di rendere gli osservatori inerziali e non inerziali in qualche modo equivalenti si usa l'artificio di considerare forze il prodotto della massa per l'accelerazione
queste forze vengono chiamate fittizie o apparenti in quanto non sono il risultato di interazioni fisiche col mondo esterno ma sono la conseguenza dello stato di moto dell'osservatore stesso
passando dalla teoria al quotidiano
Un uomo su una giostra è soggetto ad un accelerazione radiale non ad una forza
Tuttavia l'effetto (la sensazione) causata da tale accelerazione è equivalente a quello di subire una spinta (forza reale) continua verso l'esterno
allo stesso modo un corpo sull'equatore è soggetto anche ad un accelerazione centrifuga che si sottrae all'accelerazione gravitazionale
Questa accelerazione si può calcolare tenendo conto solo della velocità di rotazione della terra senza tirare in ballo nessuna forza , reale o fittizia che sia
in altre parole l'accelerazione centrifuga ( non la forza) è dovuta la fatto che noi terrestri siamo osservatori non inerziali in quanto siamo in moto rotatorio
il peso e la conseguente reazione vincolare è il prodotto della massa per la differenza di accelerazioni
tutti i 100 + post nascono dalla confusione di chi, non avendo una base scientifica, mischia continuamente termini scientifici con termini di uso quotidiano
seguirlo su questa strada vuol dire aggiungere confusione alla confusione
E mò adesso arrivo io...:sgrat: :biggrin:Citazione:
aggiungere confusione alla confusione
Sempre relativisticamente parlando, se la gravità altro non è che la contrazione dello spazio-tempo che aumenta sotto forma di accelerazione gravitazionale con più ci si avvicina ad un corpo massivo, la velocità (naturale od artificiale che sia) non potrebbe essere vista come un escamotage per decontrarlo con conseguente diminuzione di gravità? :thinking:Citazione:
anche il suolo viaggia a 1600kmh, perché la velocità dovrebbe far diminuire questo effetto?
Scusate, non lo faccio apposta :blush:. Sono solo idee che mi frullano e che mi fa piacere condividere e discutere con voi.:)
@cesarelia
sia chiaro, non voglio assolutamente attaccarti, o metterti in difficoltà, ma cerco solo di fare chiarezza.
Partendo dalla definizione di forza inerziale o forza apparente: si può parlare di forze apparenti solo quando la forza "reale" accelera il sistema di riferimento (quindi NON inerziale) di un corpo. Giusto?
Allora probabilmente nasce da qui l'incomprensione, io ammetto che la forza centrifuga sia assolutamente una forza apparente (e che non esiste), a patto che la forza "reale" (centripeta) NON sia applicata direttamente al corpo ma SOLO al suo sistema di riferimento, e così per tutte le forze apparenti, su questo non ci piove.
Ma dal momento che, per esempio la gravità, accelera DIRETTAMENTE il corpo, allora le cose cambiano, e non possiamo più parlare di "forze apparenti". Capisci cosa intendo dire?
(non farti coinvolgere da persone che intervengono a sproposito abusivamente e confondono la dinamica con la cinematica, dimostrando solo ignoranza e confusione su un argomento già delicato di suo)
@Mulder non credo, l'RG cerca di introdurre sistemi che non stravolgano la cinematica se non attraverso le trasformazioni di Lorentz, ma mi piacerebbe avere il parere di qualcuno maggiormente competente in RG...
@Albertus hai ragione a dire che si rischia di aggiungere confusione e il tuo ragionamento è anche abbastanza chiaro e comprensibile e dovrebbe bastare a capire tutta la dinamica. Ma poiché @astrotrouble ha fatto domande precise proverò a rispondere nel modo più secco e senza troppi esempi.
La reazione vincolare "si adatta" e controbilancia (come una molla) la pressione esercitata dai corpi che vi sono appoggiati sopra. La reazione vincolare diminuisce perché se i corpi ruotano, allora è minore la pressione da loro esercitata. Perché esercitano meno pressione? C'è una risposta "vera" e una "fittizia/apparente".Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Quella vera è che una parte delle forze agenti sui corpi è "impiegata" ad agire sulla velocità tangenziale per deviarla; non modifica il suo modulo, ma solo la sua direzione, e questo è semplicemente un effetto vettoriale che avevamo già visto qualche pagina fa: ovvero per modificare solo la direzione di una velocità lasciandone invariato il modulo serve che agisca una forza perpendicolare al vettore velocità. Assodato questo, se una parte della forza peso è impiegata per deviare la velocità tangenziale del corpo, solo la restante parte dovrà essere annullata dalla reazione vincolare per evitare di sprofondare nel terreno.
La risposta fittizia è invece che c'è una forza fittizia che si sottrae alla forza peso e quindi "pesiamo" meno. I due punti di vista li spiegherò rispondendo alla tua frase successiva.
Quando dici che la forza centrifuga esiste in tutti i sistemi inerziali e non, ti stai implicitamente, involontariamente e istintivamente facendo contagiare da idee NON inerziali nel tuo cervello; provo a spiegarmi meglio. Per "punto di vista", e "sistema di riferimento", non si intende la posizione nello spazio da dove ti siedi e osservi, ma è qualcosa di più profondo, è tutto il modo con cui interpreti e descrivi i movimenti. Quando dici "si allontana dal centro" implicitamente stai iniziando a confondere la rotazione dell'oggetto con la rotazione di un sistema polari solidale con la rotazione dell'oggetto stesso. Se mi trovassi in un sistema inerziale (anche una navicella alla deriva nello spazio) ma descrivessi il mondo intorno a me come fatto di movimenti polari radiali e rotanti, inizierei a vedere forze centrifughe e di Coriolis anche dove non le avrei mai sognate. Allo stesso modo tutte le volte che vediamo rotazioni, involontariamente "scivoliamo" a fare considerazioni tipiche di un sistema di assi cartesiani rotanti. Da questa confusione è ancora più complicato uscirne se addirittura siamo immersi nello stesso sistema rotante.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
La forza centrifuga è una forza a tutti gli effetti: esiste veramente quando interpreti o tocchi con mano un fenomeno senza poter prendere piena coscienza dei movimenti inerziali.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
La forza centrifuga NON rispetta il terzo principio.
(La forza centripeta ha già una controparte secondo il terzo principio, e quella controparte non è la f.centrifuga. Ad es. la centripeta per un satellite è l'attrazione terrestre, e la controparte uguale e contraria è che il satellite attrae a sè la Terra. Ciò è confermato dal fatto che spesso centrifuga e centripeta non hanno nemmeno la stessa direzione e intensità.)
Tranquillo non mi faccio coinvolgere ma non innervosirti, finora siamo riusciti a parlarne in modo molto tranquillo e cordiale e mi fa piacere che intervengano altri; poi se preferisci alcune cose chiarirle in privato possiamo anche farlo in separata sede...Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Ecco, questa è già un'ottima risposta e assolutamente più convincente, se ne avevi parlato prima, allora chiedo venia ma mi dev'essere sfuggita.Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
A questo punto c'è solo una cosa che non capisco e che non mi convince definitivamente:
Sappiamo che un'accelerazione può modificare per esempio il modulo della velocità solo in modo progressivo, in relazione al tempo e al modulo dell'accelerazione stessa, pensavo che lo stesso concetto si applicasse anche agli altri aspetti vettoriali della velocità (direzione e verso), quindi pare non sia così perché?
Grazie comunque per la pazienza e la disponibilità, qualità rare quando si vuole discutere in una piattaforma aperta a chiunque.
cesarelia
E' giusto non lasciarti influenzare ma mi sembra che nel tentativo lodevole di spiegare la reazione vincolare stai super complicando il problema
molto più semplicemente
un corpo in caduta libera subisce un accelerazione diversa ai poli e all'equatore
supponiamo per ipotesi che la terra sia una sfera perfetta e omogenea
l'accelerazione gravitazionale deve essere la stessa in tutti i punti della sfera, per ragione di simmetria, quindi se l'accelerazione totale diminuisce all'equatore vuol dire che esiste un accelerazione radiale che si sottrae all'accelerazione gravitazionale
i terrestri applicano pedissequamente la famosa equazione : F = ma
dato che un corpo posto sulla terra sta fermo ne deducono che la somma di tutte le forze agenti sul corpo è nulla
quali sono queste forze ?
F = reazione vincolare + peso + forza centrifuga = 0
vuol dire con questo che la forza centrifuga è una forza vera ?
No
la necessità di introdurre una forza centrifuga nasce dalla costatazione sperimentale dell'esistenza di un'accelerazione centrifuga
questa accelerazione centrifuga esiste solo per noi terresti in quanto, a causa della rotazione della terra, non siamo osservatori inerziali
un osservatore esterno alla terra misurerebbe una accelerazione gravitazionale ma non vedrebbe alcuna accelerazione centrifuga
giustissimo poi il tuo commento circa il concetto di sistema di riferimento
oltre a mischiare termini scientifici con termini di uso comune molti non hanno idee chiare su cos si intenda per sistema di riferimento
un sistema di riferimento è un sistema di assi cartesiani xyz a cui vanno riferite le coordinate spaziali di un oggetto in moto
se si passa da un sistema xyz ad un sistema x'y'z' in moto accelerato rispetto al primo cambia la descrizione del moto dell'oggetto e quindi anche la sua dinamica
cesarelia
E' giusto non lasciarti influenzare ma mi sembra che nel tentativo lodevole di spiegare la reazione vincolare stai super complicando il problema
molto più semplicemente
un corpo in caduta libera subisce un accelerazione diversa ai poli e all'equatore
supponiamo per ipotesi che la terra sia una sfera perfetta e omogenea
l'accelerazione gravitazionale deve essere la stessa in tutti i punti della sfera, per ragione di simmetria, quindi se l'accelerazione totale diminuisce all'equatore vuol dire che esiste un accelerazione radiale che si sottrae all'accelerazione gravitazionale
i terrestri applicano pedissequamente la famosa equazione : F = ma
dato che un corpo posto sulla terra sta fermo ne deducono che la somma di tutte le forze agenti sul corpo è nulla
quali sono queste forze ?
F = reazione vincolare + peso + forza centrifuga = 0
vuol dire con questo che la forza centrifuga è una forza vera ?
No
la necessità di introdurre una forza centrifuga nasce dalla costatazione sperimentale dell'esistenza di un'accelerazione centrifuga
questa accelerazione centrifuga esiste solo per noi terresti in quanto, a causa della rotazione della terra, non siamo osservatori inerziali
un osservatore esterno alla terra misurerebbe una accelerazione gravitazionale ma non vedrebbe alcuna accelerazione centrifuga
giustissimo poi il tuo commento circa il concetto di sistema di riferimento
oltre a mischiare termini scientifici con termini di uso comune molti non hanno idee chiare su cos si intenda per sistema di riferimento
un sistema di riferimento è un sistema di assi cartesiani xyz a cui vanno riferite le coordinate spaziali di un oggetto in moto
se si passa da un sistema xyz ad un sistema x'y'z' in moto accelerato rispetto rispetto al primo cambia la descrizione del moto dell'oggetto e quindi anche la sua dinamica
Si applica esattamente in modo progressivo anche alla direzione e al verso: l'accelerazione istantanea è una derivata vettoriale (un limite per tempi infinitesimi).Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
Anche nei calcoli per scoprire la traiettoria che verrà percorsa, l'effetto vettoriale dell'accelerazione va calcolato tramite un integrale che integra ogni minuscolo intervallino di tempo infinitesimo.
Allegato 44040
NB: La differenza tra le due velocità non è stata disegnata in forma infinitesima per essere più distinguibili i vari vettori, ma usando un po' di astrazione si può immaginare un limite per intervalli di tempo che tendono a zero
D'accordo ma dove si evince la progressione vettoriale della direzione e del verso della velocità nel tempo?Citazione:
Originariamente Scritto da cesarelia
Qui è dimostrata solo la perpendicolarità della velocità rispetto all'accelerazione anche per tempi infinitesimali.
non voglio insistere ma mi sembra che stiamo rendendo le cose più complicate di quanto sono
la domanda era :
perchè la reazione vincolare dipende dalla velocità di rotazione della terra ?
appoggiamo un oggetto di massa m sul piatto di una bilancia
le molle della bilancia vengono deformate
la deformazione delle molle ai poli è maggiore che all'equatore anche al netto dello schiacciamento polare
possiamo approcciare il problema dal punto di vista di un osservatore inerziale, esterno alla terra e dal punto di vista di un osservatore non inerziale, sulla superficie della terra
Entrambi devono giungere alla stessa conclusione
osservatore inerziale
l'oggetto è in moto e ruota insieme alla terra quindi è soggetto ad un'accelerazione centripeta di modulo a = omega^2 *r
deve esistere una forza reale, essendo l'osservatore inerziale, che agisce sulla massa obbligandola ad un moto rotatorio, impedendogli di essere proiettata nello spazio
Si tratta degli attriti, forze reali
per il principio di azione e reazione se il piatto esercita una forza sulla massa la massa esercita una forza sul piatto della bilancia
questa forza si sottrae alla forza peso che in fisica classica è considerata una forza reale
la reazione vincolare del piatto della bilancia e la deformazione delle molle si riducono in proporzione al quadrato della velocità di rotazione della terra
osservatore terrestre , non inerziale
l'oggetto è fermo quindi la risultante delle forze reali e fittizie che agiscono su di esso devono essere nulle,
l'equazione di equilibri statico è:
reazione vincolare del piatto della bilancia + peso + forza centrifuga = 0
l'osservatore non inerziale deve aggiungere una forza centrifuga fittizia cioè non reale
a = omega ^2 * r
in quanto misura un accelerazione centrifuga conseguente al suo stesso stato di moto rotatorio
il risultato è lo stesso di prima
la reazione vincolare del piatto della bilancia e la deformazione delle molle vengono diminuita in proporzione al quadrato della velocità di rotazione della terra
saluti a tutti
credo che per alcuni sia difficile capire il significato di forze fittizie in quanto non è chiaro il concetto di sistema di riferimento
(vedi schizzo allegato)
C'è un disco rotante rosso
sul disco c'è una pallina blue
inizialmente la pallina è solidale con il disco quindi ha una velocità tangenziale
v = omega*r
all'istante t = 0 la pallina si stacca
ci sono due sistemi di riferimento xy e x'y'
xy è fisso mentre x'y' ruota insieme al disco
all'istante t = 0 i due sistemi coincidono
dopo un certo intervallo di tempo :
la pallina si è mossa da A a B , in moto rettilineo uniforme secondo xy
la pallina si è mossa da C a B , in moto accelerato secondo x'y'
in base alla prima legge della dinamica la pallina non è soggetta a nessuna forza secondo xy
ovviamente anche x'y' concorda che non esiste alcuna forza nonostante il fatto che x'y' misuri un'accelerazione
Le forze mica si creano dal nulla
L'accelerazione è dovuta allo stato di moto rotatorio di x'y'
Perchè allora si parla di una forza fittizia ?
Per semplice convenienza
Si tratta di un artificio che consente , in alcuni casi di semplificare i calcoli
Sebbene funzionante però è pur sempre...un artificio
bello questo esempio! hai scelto gli assi in modo che la loro origine ("punto di riferimento") sia identica, quindi si potrebbe pensare che siano entrambi inerziali o entrambi non inerziali, invece uno e fisso e l'altro ruota... e cambia tutto
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Credo che quello che genera confusione sia l'utilizzo del termine "fittizio" o "apparente". Se sono forze che non esistono, non dovrebbero avere effetti. A cosa dunque attribuire questi effetti percepiti?
In realtà, le cose funzionano al contrario: noi rileviamo degli effetti, e li attribuiamo a forze che non esistono, anche se per pura e semplice comodità.
Gli effetti sono reali e misurabili, ma le forze che noi rileviamo in realtà non dipendono da una "forza" intesa in senso fisico, ma dall'effetto dato dalla variazione delle coordinate dovute al sistema di riferimento che usiamo.
Nel nostro sistema non inerziale le coordinate variano e noi, unendo i puntini, rileviamo che un oggetto non si muove di moto rettilineo e uniforme, ma in moto accelerato.
Sappiamo che ad ogni accelerazione corrisponde una forza, e quindi per noi "appare" dal nulla una forza inspiegabile e inspiegata.
In realtà, quelle che cambiano sono le coordinate e il nostro modo di descrivere la realtà fisica, non la realtà stessa.
Facciamo un esperimento mentale e semplifichiamo in 2 d.
Prendiamo un foglio di carta a quadretti, e lasciamo che una biro lasci il suo segno mentre spostiamo il foglio in modo costante e una direzione fissa. Ne risulterà uno spostamento della penna, segnato dall'inchiostro, ma nella nostra realtà la penna non si è mossa.
Facciamo la stessa cosa, ma questa volta tiriamo sempre più velocemente il foglio, o facciamolo ruotare.
Sul foglio risulterà tracciata una figura che, se ignoriamo il moto del foglio, interpreteremo come una forza agente sulla penna.
Ma in realtà è il foglio che si è spostato, non la penna.
Questo per semplificare estremamente, le cose sono un poco più complicate.
Il succo però è lo stesso: è la nostra interpretazione della realtà che cambia, non la realtà stessa...;)
L'esempio è chiarissimo, ed è assolutamente pertinente, ma si tratta esclusivamente di Effetto Coriolis, il quale non è nemmeno una forza, ma è un vero e proprio effetto "fittizio", infatti la vera forza è applicata al sistema di riferimento (foglio) e non alla penna (corpo), ecco perchè qui è lecito parlare di "forze apparenti".Citazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
Ma nel caso della forza centripeta, il corpo subisce in prima istanza la forza "reale", perchè esso stesso ruota assieme al suo sistema di riferimento in modo solidale, e quindi il primo principio della dinamica non è rispettato, per questo motivo si chiama "sistema NON inerziale", dopodiché concordo sul fatto che solo in questo tipo di "sistemi di riferimento" si possono verificare forze apparenti, ma solo se la forza "reale" è applicata esclusivamente al sistema e non al corpo, questo per definizione.
L'effetto Coriolis ce l'hai se il foglio ruota E si sposta lungo un asse. Se il foglio compie ampie rotazioni senza altri spostamenti rispetto agli assi, hai la necessità della forza centrifuga per spiegare tutto.Citazione:
Originariamente Scritto da astrotrouble
O di un sistema non inerziale...:sneaky:
Centrifuga, vorrai dire...Citazione:
il quale non è nemmeno una forza, ma è un vero e proprio effetto "fittizio", infatti la vera forza è applicata al sistema di riferimento (foglio) e non alla penna (corpo), ecco perchè qui è lecito parlare di "forze apparenti".
Ma nel caso della forza centripeta,
Il corpo subisce solo due forze, quella di gravità (centripeta) e la reazione vincolare del piano (più attriti vari ed eventuali, e la conservazione del momento angolare ovviamente).Citazione:
il corpo subisce in prima istanza la forza "reale", perchè esso stesso ruota assieme al suo sistema di riferimento in modo solidale, e quindi il primo principio della dinamica non è rispettato, per questo motivo si chiama "sistema NON inerziale", dopodiché concordo sul fatto che solo in questo tipo di "sistemi di riferimento" si possono verificare forze apparenti, ma solo se la forza "reale" è applicata esclusivamente al sistema e non al corpo, questo per definizione.
La forza centrifuga compare nel momento in cui il corpo ruota ma il tuo sistema di riferimento ruota con esso. Nel momento in cui anche il tuo sistema di riferimento è inerziale, il corpo è soggetto solo a quanto citato prima e all'inerzia. Non c'è bisogno di altro.
prometto di stare calmo ma mi è difficile leggere certi commenti , dopo tutto quello che è stato spiegato da Red, cesarelia e da me, senza reagire
che volete farci sono sanguigno ;)
astrotruble
lasciamo perdere la sottile distinzione tra effetto coriolis e forza centrifuga che ovviamente sono la stessa cosa
per favore rispondi alla domanda :
Di quale osservatore ( sistema di riferimento ) stai parlando ?
non li puoi mischiare
Ti riferisci forse ad un osservatore esterno alla terra o esterno al disco rotante ?
Ok ,per questo osservatore esiste una forza centripeta , per le ragioni spiegate graficamente da cesarelia.
Questo osservatore è inerziale per lui vale il primo principio della dinamica
Ti riferisci invece ad un osservatore che ruota insieme alla terra o insieme al disco ?
per questo osservatore, non inerziale, non esiste alcuna accelerazione centripeta per il banale motivo che per lui gli oggetti sulla terra sono fermi
si è detto che la forza centripeta è una forza reale , come tale dovrebbe esistere anche per l'osservatore terrestre
Supponiamo che l'oggetto sia collegato a terra mediante un tassello elastico
mettiamo un estensimetro sul tassello ( sensibilissimo )
L'estensimetro registrerà una tensione interna ( piccolissima)
il tassello trattiene la massa e la massa reagisce tirando il tassello
l'osservatore terrestre però non misura alcuna accelerazione centripeta quindi attribuisce questa tensione interna alla presenza di una forza centrifuga applicata alla massa che la spinge verso l'esterno
il viceversa però non vale
mentre l'osservatore terrestre misura un forza centrifuga ( più precisamente un accelerazione centrifuga )per l'osservatore inerziale, quello esterno alla terra o esterno al disco , non esiste alcun corrispettivo di questa forza centrifuga in quanto....non esiste è una forza fittizia
mi vorresti poi spiegare cosa intendi per forza reale applicata al sistema e non al corpo ?
il sistema i riferimento è un'entità matematica astratta cosa gli vuoi applicare ?
@Red Hanuman ora ho capito thx