Problema forza apparente

[turik]

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

[Albertus]

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

[turik]

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...

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.

[Mulder]

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.

Questa però non l'ho capita...
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.

[Albertus]

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

[turik]

Questa però non l'ho capita...
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.

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.

[Mulder]

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

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.

tutto ciò accade a prescindere dal sistema di riferimento

è qui che mi viene il tarlo...

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...


Pps
Avevo anche capito il concetto esposto da @Albertus, dove l'osservatore esterno(che non fa di professione il guardone) 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...

[turik]

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...

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.....

[Mulder]

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?

[Mulder]

perchè non esiste nessuna forza centrifuga in quell'istante

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