Problema forza apparente

[turik]

Ciao @astrotrouble, secondo me ti stai concentrando troppo sulle apparenze che sulle reali dinamiche

[astrotrouble]

@Albertus non mi interessano i calcoli complessi, mi basta capire il meccanismo secondo il quale possiamo fare a meno della forza centrifuga, o chiedo troppo?


@turik sicuramente sarà come dici, ma si può sapere quali sono queste "reali dinamiche" ?

[Albertus]

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

[Red Hanuman]

Mah, non mi pare, anche la gravità diminuisce avvicinandosi ad un punto di riferimento, cioè in base alla distanza, esattamente come la forza centrifuga. Continuo a non capire la domanda.

No, nemmeno per sogno. La gravità si applica in tre dimensioni in modo totalmente identico e indipendente dalla direzione in cui la guardi.
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.

[cesarelia]

Mi spiace, io non sono affatto convinto, anche se la forza centripeta serve a deviare il moto del corpo, parte di questa forza serve a tendere il filo (-T), mentre T è proprio la forza centrifuga che prescinde dal sistema di riferimento.

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.

@cesarelia una semplice domanda:

Se la forza centrifuga è apparente, come si spiega che all'equatore pesiamo meno che ai poli? se non esiste, come fa ad opporsi alla gravità?

Grazie lo stesso, anche se non penso riceverò una risposta.

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.
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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[astrotrouble]

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.

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.

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.
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.

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.
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.

[cesarelia]

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).

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[astrotrouble]

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.

[Albertus]

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

[astrotrouble]

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.