Discussione su sistemi di riferimento inerziali
Salve, allora, apro questo topic per parlare con voi del primo principio della dinamica e dei sistemi di riferimento inerziali. Leggendo su molti testi, ho notato che c'è molta confusione a riguardo e volevo sapere i vostri pareri. Per esempio, dal "P.Mazzoldi, M-Nigro, C.Voci, Elementi di Fisica" leggo che l'enunciato del primo principio della dinamica è:
un corpo non soggetto a forze non subisce cambiamenti di velocità, ovvero resta in stato di quiete se era fermo oppure si muove di moto rettilineo ed uniforme".
In tale definizione, manca la specificazione che l'enunciato è valido in un sistema di riferimento inerziale, cosi come manca la definizione di sistema di riferimento inerziale. E' normale questa cosa? Cioè, è possibile dare l'enunciato del primo principio senza specificare che cos'è un sistema di riferimento inerziale e senza nè tantomeno parlare del principio di relatività galileiana?
Alla domanda "che cos'è un sistema di riferimento inerziale" voi cosa rispondereste? Grazie, ciao
un corpo non soggetto a forze non subisce cambiamenti di velocità, ovvero resta in stato di quiete se era fermo oppure si muove di moto rettilineo ed uniforme".
In tale definizione, manca la specificazione che l'enunciato è valido in un sistema di riferimento inerziale, cosi come manca la definizione di sistema di riferimento inerziale. E' normale questa cosa? Cioè, è possibile dare l'enunciato del primo principio senza specificare che cos'è un sistema di riferimento inerziale e senza nè tantomeno parlare del principio di relatività galileiana?
Alla domanda "che cos'è un sistema di riferimento inerziale" voi cosa rispondereste? Grazie, ciao
Risposte
"speculor":
[quote="lisdap"]...allora il piano di oscillazione è il punto materiale libero...
Le mele sono mele, le pere sono pere ... Posso chiederti da quanto tempo stai affrontando questi argomenti e su quanti manuali stai concentrando i tuoi studi?[/quote]
speculor, forse non ci capiamo
.Le mie osservazioni si basano sulle definizioni. Il libro dice che un sistema di riferimento inerziale è tale che un punto materiale libero in quiete permane in quiete. Quindi, se non è inerziale, lo pongo in quiete e non permane in quiete. TU hai detto che il fatto che il piano di oscillazione ruota dimostra che la Terra non è un sistema di riferimento inerziale. Quindi la logica mi fa dedurre che il punto materiale libero che compare nella definizione sia il piano di oscillazione del pendolo....però il piano è astratto, il punto materiale libero è concreto!
Beh, di manuali ne ho parecchi, proprio perchè spesso un libro dice una cosa e un altro un'altra ed è da un paio di giorni che sto vedendo questi argomenti.
"speculor":
Le mele sono mele, le pere sono pere ...
Forse se sei un pò più preciso....
Un paio di giorni? Riparliamone tra un paio di anni. 
In ogni modo, per poter giudicare sull'inerzialità di un sistema di riferimento, oltre a poter sperimentare la validità del 1° principio, puoi anche sperimentare la validità del 2°. La massa oscillante del pendolo non è libera, essendo soggetta alla forza peso e alla tensione del filo. Applicando il 2° principio per determinarne il moto, sappiamo che in un sistema di riferimento inerziale l'oscillazione deve avvenire su un piano che non varia nel tempo. Se, durante l'oscillazione, si lascia cadere della sabbia dalla massa oscillante, ci si aspetta che questa si depositi sempre sulla stessa retta, al netto delle incertezze sperimentali. Ciò non avviene, proprio perchè sulla massa oscillante agiscono anche le forze apparenti. Probabilmente era questo il motivo del tuo dubbio. Stavi cercando di interpretare l'esperimento in base alla violazione del 1° principio. Invece, esso è finalizzato a sperimentare la violazione del 2°. Non riesco ad interpretare altrimenti le "strane" considerazioni che hai fatto, se non nello sforzo vano di determinare un'analogia di fatto impossibile.
In ogni modo, per poter giudicare sull'inerzialità di un sistema di riferimento, oltre a poter sperimentare la validità del 1° principio, puoi anche sperimentare la validità del 2°. La massa oscillante del pendolo non è libera, essendo soggetta alla forza peso e alla tensione del filo. Applicando il 2° principio per determinarne il moto, sappiamo che in un sistema di riferimento inerziale l'oscillazione deve avvenire su un piano che non varia nel tempo. Se, durante l'oscillazione, si lascia cadere della sabbia dalla massa oscillante, ci si aspetta che questa si depositi sempre sulla stessa retta, al netto delle incertezze sperimentali. Ciò non avviene, proprio perchè sulla massa oscillante agiscono anche le forze apparenti. Probabilmente era questo il motivo del tuo dubbio. Stavi cercando di interpretare l'esperimento in base alla violazione del 1° principio. Invece, esso è finalizzato a sperimentare la violazione del 2°. Non riesco ad interpretare altrimenti le "strane" considerazioni che hai fatto, se non nello sforzo vano di determinare un'analogia di fatto impossibile.
"lisdap":
Le mie osservazioni si basano sulle definizioni. Il libro dice che un sistema di riferimento inerziale è tale che un punto materiale libero in quiete permane in quiete. Quindi, se non è inerziale, lo pongo in quiete e non permane in quiete.
Ci sono molti modi di definire un sistema di riferimento inerziale, tutti validi e tutti con punti deboli.
Quello del tuo libro è uno, col punto debole di dover avere un punto in quiete ed inoltre .... qualcos'altro....
Quella definizione è equivalente infatti a quella che dice che un sistema di riferimento è inerziale se in esso non compaiono forze apparenti, ma non è facile distinguere una forza apparente da una forza di altra natura, anzi è impossibile in molti casi. La gravità stessa potrebbe essere interpretata come forza apparente e viceversa.
"lisdap":
TU hai detto che il fatto che il piano di oscillazione ruota dimostra che la Terra non è un sistema di riferimento inerziale. Quindi la logica mi fa dedurre che il punto materiale libero che compare nella definizione sia il piano di oscillazione del pendolo....però il piano è astratto, il punto materiale libero è concreto!
L'esempio del pendolo non calza molto per applicare la definizione data dal tuo libro e verificare se il sistema terra sia o meno inerziale.
Hai un punto che si muove sottoposto alla gravità e alla tensione della fune quindi le cose si complicano un po'.
Si potrebbe dire che agendo solo quelle due forze il punto materiale dovrebbe muoversi come un pendolo, dato che però così non è , deduciamo che agisce una forza di altra natura, una forza apparente che ci fa dedurre che il sistema di riferimento non è inerziale.
Qui non parti da un punto in quiete quindi non puoi applicare direttamente la definizione del libro. Riferirsi al piano o al punto di ancoraggio del pendolo è privo di significato.
"lisdap":
Beh, di manuali ne ho parecchi, proprio perché spesso un libro dice una cosa e un altro un'altra ed è da un paio di giorni che sto vedendo questi argomenti.
Ti ho già detto che non esiste una definizione senza punti deboli per definire un sistema inerziale. Io mi accontenterei di aver capito i principi di base della meccanica classica e pensare alle stelle fisse definendo sistema inerziale un riferimento solidale, o di moto rettilineo uniforme, rispetto a queste.
Sembra una definizione non accurata, ma alla fine è la migliore per concretizzare le idee. Le altre non sono per nulla migliori di questa, come hai intuito.
Il tutto è legato al fatto che non esiste un sistema di riferimento privilegiato che possiamo definire "in quiete". Proprio per questo nel passato molti scienziati si sono affannati correndo dietro al concetto di "etere", un qualcosa di che pervaderebbe tutto lo spazio. Un sistema di riferimento inerziale "in quiete", sarebbe stato un sistema solidale all'etere. Il concetto di etere è stato però superato dalla fisica relativistica e quel punto debole della meccanica classica rimane. Siccome non possiamo parlare di etere allora si parla di stelle fisse per risolvere le contraddizioni, cercando di rimanere nella fisica classica.
Nonostante questa debolezza di base la fisica classica funziona molto bene in moltissimi ambiti comunque.
Allora, vi ringrazio per le risposte. Provvederò a studiare la dinamica relativa, il pendolo di Foucault e a riaprire la discussione quando avrò una preparazione più accurata.
Non ho capito che intendi con dinamica relativa però...
"Faussone":
Non ho capito che intendi con dinamica relativa però...
La dinamica dei sistemi non inerziali, il libro la chiama così
"lisdap":
[quote="Faussone"]Non ho capito che intendi con dinamica relativa però...
La dinamica dei sistemi non inerziali, il libro la chiama così[/quote]
Ah, ok.
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