Problema forza apparente

[turik]

nel momento della curva in cui vengo catapultato dal veicolo

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.

[Mulder]

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

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

[turik]

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

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.

[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.

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.

[turik]

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.

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".

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.

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

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.

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.

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

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

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

Su questo sono assolutamente d'accordo.

[Albertus]

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".

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

[Mulder]

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

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

La mia scuola si ferma solo alla terza media(più qualche corso di primo soccorso, di antincendio e svariati di meccatronica ) 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.

[Red Hanuman]

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

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...

[turik]

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...

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.

[Red Hanuman]

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.

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.