Carrello in moto uniformemente accelerato con palloncino
Testo dell'esercizio.
Si ha un carrello in moto uniformemente accelerato con $ a = 0.8 m/s^2 $ . Il carrello è disposto su un piano orizzontale e la direzione dell'accelerazione è parallela al piano d'appoggio. Dentro al carrello è disposto un palloncino di gas leggero, attaccato con una fune inestensibile al fondo del carrello. Si dica di quanto si inclina il palloncino con fune rispetto alla verticale e verso che direzione.
Allora l'angolo l'ho trovato e corrisponde a quanto dice il libro, ma l'inclinazione secondo il libro è tale che la forza totale risentita dal palloncino ha una componente orizzontale CONCORDE al verso del moto del carrello (cioè all'accelerazione del carrello).
Io invece penso proprio che avvenga il contrario, ovvero la componente orizzontale della forza agente sul palloncino è DISCORDE all'accelerazione del carrello.
Potete aiutarmi, capisco che forse si tratta (anzi sicuramente è) una banalità.
Si ha un carrello in moto uniformemente accelerato con $ a = 0.8 m/s^2 $ . Il carrello è disposto su un piano orizzontale e la direzione dell'accelerazione è parallela al piano d'appoggio. Dentro al carrello è disposto un palloncino di gas leggero, attaccato con una fune inestensibile al fondo del carrello. Si dica di quanto si inclina il palloncino con fune rispetto alla verticale e verso che direzione.
Allora l'angolo l'ho trovato e corrisponde a quanto dice il libro, ma l'inclinazione secondo il libro è tale che la forza totale risentita dal palloncino ha una componente orizzontale CONCORDE al verso del moto del carrello (cioè all'accelerazione del carrello).
Io invece penso proprio che avvenga il contrario, ovvero la componente orizzontale della forza agente sul palloncino è DISCORDE all'accelerazione del carrello.
Potete aiutarmi, capisco che forse si tratta (anzi sicuramente è) una banalità.
Risposte
E' talmente banale che vi rifiutate di rispondere ? 
Dipende dal sistema di riferimento e dalla forza che stai considerando.
Per chiarirci supponiamo che il carrello sia in moto verso "destra"; ovviamente, in condizione di equilibrio dinamico il palloncino sarà inclinato verso "sinistra".
Nel riferimento non inerziale del carrello ci sono due forze uguali ed opposte: una è la componente orizzontale della tensione della fune (diretta verso destra), l'altra è la forza apparente d'inerzia (diretta verso sinistra).
Se ti riferisci alla forza d'inerzia, allora hai ragione tu.
Considera ora un sistema inerziale esterno: l'unica forza osservata è la tensione della fune, la cui proiezione orizzontale è diretta verso destra; in questo caso ha ragione il libro.
Per chiarirci supponiamo che il carrello sia in moto verso "destra"; ovviamente, in condizione di equilibrio dinamico il palloncino sarà inclinato verso "sinistra".
Nel riferimento non inerziale del carrello ci sono due forze uguali ed opposte: una è la componente orizzontale della tensione della fune (diretta verso destra), l'altra è la forza apparente d'inerzia (diretta verso sinistra).
Se ti riferisci alla forza d'inerzia, allora hai ragione tu.
Considera ora un sistema inerziale esterno: l'unica forza osservata è la tensione della fune, la cui proiezione orizzontale è diretta verso destra; in questo caso ha ragione il libro.
Ciao Vinx89! Grazie per avermi risposto!
Allora il libro dice testualmente che "lo spostamento del palloncino secondo l'orizzontale è parallelo e concorde all'accelerazione del carro" . Quindi, a prescindere dal sistema di riferimento (credo) dice che il palloncino andrebbe verso destra.
Invece io penso proprio che vada verso sinistra.
Sul discorso dei sistemi di riferimento hai fatto benissimo a mettere in luce la relatività della conclusione, dovuta al Sistema di riferimento usato, e sono d'accordo sulle tue conclusioni anche se aggiungo che c'è la forza peso e la spinta di Archimede (quest'ultima trascurabile).
Allora il libro dice testualmente che "lo spostamento del palloncino secondo l'orizzontale è parallelo e concorde all'accelerazione del carro" . Quindi, a prescindere dal sistema di riferimento (credo) dice che il palloncino andrebbe verso destra.
Invece io penso proprio che vada verso sinistra.
Sul discorso dei sistemi di riferimento hai fatto benissimo a mettere in luce la relatività della conclusione, dovuta al Sistema di riferimento usato, e sono d'accordo sulle tue conclusioni anche se aggiungo che c'è la forza peso e la spinta di Archimede (quest'ultima trascurabile).
In condizioni di equilibrio il palloncino è solidale al carrello, quindi forse è in questo senso che va verso destra.
Il peso e la spinta di archimede, dirette verticalmente, comunque non influiscono sugli spostamenti orizzontali del palloncino.
Il peso e la spinta di archimede, dirette verticalmente, comunque non influiscono sugli spostamenti orizzontali del palloncino.
In quel senso sì.. penso che non ci siano dubbi che uno spettatore da fuori veda il palloncino inclinarsi verso sinistra.
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