Domanda forza di attrito
Salve,
Ho una pallina di farmaco che si scioglie in un bicchiere d'acqua (cadendo verso il basso). Il nostro prof riporta (nella soluzione dell'esercizio): "Dal bilancio delle forze sappiamo che $ F_(peso) = F_a+F_(arc) $ dove $ F_a $ è la forza di attrito e $ F_(arc) $ è la spinta di Archimede. Mi potete spiegare perché? Secondo questo ragionamento la risultante delle forze sulla pallina di farmaco dovrebbe essere nulla e non ne comprendo la ragione...
Ho una pallina di farmaco che si scioglie in un bicchiere d'acqua (cadendo verso il basso). Il nostro prof riporta (nella soluzione dell'esercizio): "Dal bilancio delle forze sappiamo che $ F_(peso) = F_a+F_(arc) $ dove $ F_a $ è la forza di attrito e $ F_(arc) $ è la spinta di Archimede. Mi potete spiegare perché? Secondo questo ragionamento la risultante delle forze sulla pallina di farmaco dovrebbe essere nulla e non ne comprendo la ragione...
Risposte
è nulla solo se la sommatoria delle forze viene posta uguale a zero, se la pallina comunque si muove verso il basso allora la devi porre = ma
Eh appunto, io mi sto chiedendo perché il prof faccia così, in base a che concetto pone la sommatoria delle forze uguale a 0?
Forse considera il momento in cui la pallina tocca il fondo ed è quindi ferma? non trovo altre spiegazioni
No perché usa tale relazione per calcolarsi la velocità di caduta...
Semplicemente assume che la pallina affonda a velocita' costante.
Lo so @professorkappa, ma se la pallina si sta sciogliendo è corretto fare questa assunzione? Più che altro perché viene fuori (ovviamente) che la velocità dipende dal diametro ed il diametro varia nel tempo (la pallina si scioglie...) L'unica cosa che mi viene in mente (ma non so quanto corretta sia) è che lui consideri un bilancio di forze "istantaneo" ovvero per un $ dt $ tale che io possa considerare le forse in equilibrio e quindi un $ (ds)/dt $ costante. E' corretto pensare così?
credo che lui abbia proprio detto quello che hai scritto, ds/dt costante quindi v' costante
penso comunque che di base ci sia l'approssimazione che dici tu... non sono esperto in materia purtroppo
penso comunque che di base ci sia l'approssimazione che dici tu... non sono esperto in materia purtroppo
Il prof assume che la pillola inizi a sciogliersi quando raggiunge il fondo, non durante la caduta . Ma, anche se inizia a sciogliersi subito, la diminuzione del diametro è assunta trascurabile, nel breve tempo in cui arriva al fondo.
La pillola è molto leggera, per cui inizialmente accelera ma raggiunge presto la "velocità limite" , cioè la velocità per cui l'accelerazione diventa nulla e la pillola , pur soggetta alle tre forze dette, prosegue a velocità costante, come ha detto il Professorkappa . Ogni corpo che si muove in un fluido subisce una resistenza al moto di tipo viscoso che, per basse velocità, si può ritenere proporzionale alla prima potenza della velocità. Questa quindi cresce con $v$ , finchè le forze agenti non arrivano al''equilibrio. Nel tuo caso, peso, spinta e resistenza si fanno equilibrio, dopo il raggiungimento della velocità limite, e il moto continua a $v = "cost"$ .
Non è detto che, se su un corpo agisce un sistema di forze, il centro di massa debba accelerare; se la risultante delle forze esterne è nulla, il corpo si muove a velocità costante, oppure rimane fermo se lo era all'inizio : prima eq. cardinale della dinamica, detta anche "teorema del moto del centro di massa" . (Lasciamo da parte le rotazioni) .
La pillola è molto leggera, per cui inizialmente accelera ma raggiunge presto la "velocità limite" , cioè la velocità per cui l'accelerazione diventa nulla e la pillola , pur soggetta alle tre forze dette, prosegue a velocità costante, come ha detto il Professorkappa . Ogni corpo che si muove in un fluido subisce una resistenza al moto di tipo viscoso che, per basse velocità, si può ritenere proporzionale alla prima potenza della velocità. Questa quindi cresce con $v$ , finchè le forze agenti non arrivano al''equilibrio. Nel tuo caso, peso, spinta e resistenza si fanno equilibrio, dopo il raggiungimento della velocità limite, e il moto continua a $v = "cost"$ .
Non è detto che, se su un corpo agisce un sistema di forze, il centro di massa debba accelerare; se la risultante delle forze esterne è nulla, il corpo si muove a velocità costante, oppure rimane fermo se lo era all'inizio : prima eq. cardinale della dinamica, detta anche "teorema del moto del centro di massa" . (Lasciamo da parte le rotazioni) .
Fin qui ci sono anche io. E' il fatto che si sciolga che mi turba. Perché l'esercizio (più complesso) chiede di calcolare a che altezza la pallina si sarà sciolta completamente. Quindi le variazioni di diametro non sono trascurabili! Detto questo, ribadisco, è possibile che mi stia facendo seghe mentali per nulla visto che potrebbe essere anche una approssimazione. MI interrogavo dunque su quanto lecito fosse stato fare una simile approssimazione. Grazie comunque della risposta! 
Perché l'esercizio (più complesso) chiede di calcolare a che altezza la pallina si sarà sciolta completamente.
Credo allora che questo dipenda dalla maggiore o minore facilità con cui la pillola si scioglie nell'acqua, e poco abbia a che vedere con la fisica della caduta in un mezzo resistente ! A meno che il tuo prof non attribuisca la rapidità di scioglimento anche alla forza di attrito viscoso !
A questo punto, mancano dati, ma immagino che l'esercizio sia più complesso, come dici.
Sai invece che ti dico io ? Di' al tuo professore di andare ....a prendersi una pillola !
Mi sa la devo prendere io na pillola per passare sto esame ahahah
Comunque mi spiace di aver dato "indizi" un poco alla volta, mi sento un po' in colpa, ma non pensavo fosse così complicato... Per rimediare alle mie mancanze spiego tutto come dovrebbe essere: il testo chiede di calcolare a che altezza si scioglie una pallina di farmaco (ho tutte le proprietà del farmaco e dell'acqua). Il problema ricade nella branca del trasporto di materica così, per stabilire quanto velocemente si sciolga, ho bisogno di utilizzare formule che tengono conto della velocità della pallina. A questo punto il prof dice "si tenga conto della seguente relazione per il calcolo della velocità...". Tale relazione tiene conto delle dimensioni della pallina (che quindi variano nel tempo) e delle forze di attrito. Dunque per calcolarsi le forze di attrito il prof usa la succitata considerazione che la risultante sul corpo è nulla, imponendo che le forze di attrito uguaglino la differenza tra forza peso e spinta di Archimede. Mi scudo ancora se non ho spiegato tutto a dovere, ma pensavo fosse qualcosa di "semplice" che mi sfuggiva.
Comunque mi spiace di aver dato "indizi" un poco alla volta, mi sento un po' in colpa, ma non pensavo fosse così complicato... Per rimediare alle mie mancanze spiego tutto come dovrebbe essere: il testo chiede di calcolare a che altezza si scioglie una pallina di farmaco (ho tutte le proprietà del farmaco e dell'acqua). Il problema ricade nella branca del trasporto di materica così, per stabilire quanto velocemente si sciolga, ho bisogno di utilizzare formule che tengono conto della velocità della pallina. A questo punto il prof dice "si tenga conto della seguente relazione per il calcolo della velocità...". Tale relazione tiene conto delle dimensioni della pallina (che quindi variano nel tempo) e delle forze di attrito. Dunque per calcolarsi le forze di attrito il prof usa la succitata considerazione che la risultante sul corpo è nulla, imponendo che le forze di attrito uguaglino la differenza tra forza peso e spinta di Archimede. Mi scudo ancora se non ho spiegato tutto a dovere, ma pensavo fosse qualcosa di "semplice" che mi sfuggiva.
Non scusarti, ti capisco . In capo alla balena per l'esame ! 
Crepi Grazie!!
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