Chiarimento forza apparente
buonasera,
non riesco a capire la seguente situazione fisica riguardante le forze apparenti.
Testo:
Una oallina di massa m è appesa tramite un filo al soffitto di un vagone. Quando il treno accelera con accelerazione $veca$ il filo si inclina formando un angolo $theta$ con la verticale.
Descrivere la situazione fisica da un osservatore inerziale $O$ e da un osservatore $O'$ situato sul vagone.
Soluzione:
Per l'osservatore inerziale $O$ il moto della pallina con l'accelerazione $veca$ del treno è determinato dalla risultante delle forze vere agenti, ovvero la tensione $vecT$ e il peso m$vecg$.
$vecT + mvecg = mveca$... da cui si ricava $tg(theta)=a/g$.
---
Per l'osservatore $O'$ sul vagone la pallina è ferma.
Per cui $vecT + mvecg + vecF_a=0$ , dove $vecF_a = -mveca$.
Le forze vere sono equilibrate dalla forza apparente, in ogni caso $tg(theta)=a/g$.
fine sol.
Quello che non riesco a capire è la frase che ho evidenziato!
Se l'osservatore inerziale vede la pallina spostarsi e dice che la somma delle forze vere è la responsabile del moto, come può l'osservatore non inerziale asserire che la pallina è ferma? Il fenomeno fisico non è lo stesso?
non riesco a capire la seguente situazione fisica riguardante le forze apparenti.
Testo:
Una oallina di massa m è appesa tramite un filo al soffitto di un vagone. Quando il treno accelera con accelerazione $veca$ il filo si inclina formando un angolo $theta$ con la verticale.
Descrivere la situazione fisica da un osservatore inerziale $O$ e da un osservatore $O'$ situato sul vagone.
Soluzione:
Per l'osservatore inerziale $O$ il moto della pallina con l'accelerazione $veca$ del treno è determinato dalla risultante delle forze vere agenti, ovvero la tensione $vecT$ e il peso m$vecg$.
$vecT + mvecg = mveca$... da cui si ricava $tg(theta)=a/g$.
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Per l'osservatore $O'$ sul vagone la pallina è ferma.
Per cui $vecT + mvecg + vecF_a=0$ , dove $vecF_a = -mveca$.
Le forze vere sono equilibrate dalla forza apparente, in ogni caso $tg(theta)=a/g$.
fine sol.
Quello che non riesco a capire è la frase che ho evidenziato!
Se l'osservatore inerziale vede la pallina spostarsi e dice che la somma delle forze vere è la responsabile del moto, come può l'osservatore non inerziale asserire che la pallina è ferma? Il fenomeno fisico non è lo stesso?
Risposte
Il fenomeno fisico è lo stesso, non ci sono dubbi. Il testo ti propone di studiarlo in due sistemi di riferimento diversi.
Il primo sistema di riferimento, quello dell'osservatore inerziale, è solidale con il terreno: è chiaro che la pallina si muove rispetto al terreno.
Il secondo sistema di riferimento, quello dell'osservatore sul vagone, è solidale con il vagone: la pallina non si muove rispetto al vagone ed è per questo che per tale osservatore la pallina è ferma.
Per comprendere bene un fenomeno fisico, a mio parere, bisogna studiarlo in sistemi di riferimento inerziali (come il primo considerato). A volte si usano sistemi non inerziali (io cerco sempre di evitarli) perché risulta più comodo fare i calcoli.
Spero di averti chiarito le idee,
Ciao.
Il primo sistema di riferimento, quello dell'osservatore inerziale, è solidale con il terreno: è chiaro che la pallina si muove rispetto al terreno.
Il secondo sistema di riferimento, quello dell'osservatore sul vagone, è solidale con il vagone: la pallina non si muove rispetto al vagone ed è per questo che per tale osservatore la pallina è ferma.
Per comprendere bene un fenomeno fisico, a mio parere, bisogna studiarlo in sistemi di riferimento inerziali (come il primo considerato). A volte si usano sistemi non inerziali (io cerco sempre di evitarli) perché risulta più comodo fare i calcoli.
Spero di averti chiarito le idee,
Ciao.
Quello che non mi è chiaro è perché rispetto al vagone è ferrmo... inoltre, vedendolo dal sistema inerziale, non dovrebbe oscillare la massa?
Se l'accelerazione è costante l'angolo θ rimane costante. Quindi la pallina rispetto al vagone è ferma. Forse tu stai pensando al momento durante il quale il filo passa dalla posizione verticale a quella inclinata. Questo avviene mentre l'accelerazione passa dal valore "0" al valore "a". Una volta che l'accelerazione raggiunge il valore "a" l'angolo di inclinazione si stabilizza.
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