Domanda (strana) di fisica: dinamica

dangopruqi
In un veicolo che si avvia su strada diritta, tutto il contenuto è sottoposto ad una forza:
A) diretta in verso opposto alla velocità
B) diretta in verso concorde alla velocità
C) detta di Coriolis
D) proporzionale alla velocità
E) proporzionale alla accelerazione di gravità

scusate ma a questo quesito la risposta è la A (per il principio d'inerzia) o la B (perchè l'accelerazione ha lo stesso verso della velocità)? su internet non riesco a trovare nessuna spiegazione, potete aiutarmi per favore?

Risposte
Shackle
SE sul pavimento dell'autoveicolo, che per semplicità supponiamo liscio, c'è un blocchetto di acciaio , in quiete fino a quando l'autoveicolo si mette in moto , che succede al blocchetto quando l'autoveicolo accelera in avanti ?

Dovresti descrivermi la situazione da due punti di vista :

1) quello di un osservatore esterno, fermo sulla strada, che vede il veicolo accelerare

2) quello di un passeggero seduto nell'autoveicolo

dangopruqi
Il blocchetto tenderà a mantenere lo stato di quiete e andrà indietro, stessa cosa per il passeggero che quando la macchina accelera sentirà una ""spinta"" verso il sedile, l'osservatore invece vede il veicolo che subisce una forza con lo stesso verso dell'accelerazione, no?

Shackle
Forse sono stato poco chiaro. Vorrei il punto di vista :

1) dell'osservatore esterno circa il blocchetto e il veicolo

2) e anche del passeggero "circa il blocchetto e il veicolo " , non quello che sente lui . Per adesso.

dangopruqi
L'osservatore esterno dovrebbe vedere il blocchetto fermo e il veicolo che si muove, mentre il passeggero vede il blocchetto muoversi e il veicolo no... ho interpretato male di nuovo?

Shackle
Hai interpretato bene. E che cosa significa , da un punto di vista più fisico ?

Tra blocchetto e pavimento del bus non c'è attrito, il peso è equilibrato dalla reazione del piano, e basta.

Per l'osservatore esterno, siccome non ci sono forze applicate parallelamente al piano , il blocchetto rimane in quiete anche quando il bus parte accelerando, cosí come richiede il principio di inerzia. Ovviamente ad un certo istante la parete posteriore del bus urterà il blocchetto : supponendo che non rimbalzi, il blocchetto acquista l'accelerazione del bus, poiché su di esso agisce una forza.
Viceversa, l'osservatore interno, che è "in quiete" rispetto al bus, vedrà il blocchetto muoversi di moto accelerato verso il retro, e quindi immagina che ci sia una forza che accelera il blocchetto. Questa forza apparente è uguale , come vettore a :
$ -mveca_t$ , dove $veca_t$ è l'accelerazione del bus rispetto alla strada. Quindi l'osservatore interno attribuisce il moto del blocchetto ad una "forza apparente di trascinamento" , che in realtà non esiste : ciò che esiste è solo un "cattivo" sistema di riferimento . Quando il blocchetto arriva alla parete, ogni ulteriore spostamento è impedito dalla parete stessa, che quindi applica una forza al blocchetto per tenerlo fermo rispetto a sé .
Questa è la stessa forza che il passeggero seduto nel bus sente nella sua schiena, applicata dal sedile. Se non ci fosse il sedile, anche il passeggero scivolerebbe all'indietro fino a sbattere nella parete.

Quindi puoi dare la risposta al tuo quesito.

dangopruqi
Quindi se di fatto la forza "dentro la macchina non esiste" (tipo la forza centrifuga) l'unica forza reale è quella che agisce con lo stesso verso di v

Grazie mille per l'aiuto

Shackle
No, hai capito male, ma forse è colpa mia!
Tutto ciò che sta nel bus , alla partenza si sente spinto indietro , come puoi sperimentare tu stesso se stando nel bus non ti tieni alle maniglie .
È la spiegazione , che è diversa dai due punti di vista , interno ed esterno.

dangopruqi
Però di fatto il contenuto è sottoposto ad una forza diretta come la velocità se vista da un osservatore inerziale: cioè i corpi dentro stanno fermi finchè non subiscono la spinta del sedile/pareti ecc.

Shackle
No, rifletti bene su tutto quello che abbiamo detto. Ciò che si trova dentro al bus accelerato, è sottoposto alla forza apparente di trascinamento, che lo fa muovere, nel bus, verso il retro , con accelerazione opposta . Beninteso , se un oggetto é bloccato al bus , ne segue le sorti!
Il punto di vista dell' osservatore esterno è diverso: dice che un oggetto "libero" nel bus rimane in quiete rispetto a lui, è il bus che accelera.

Faussone
@Shackle

Solo una cosa: io non direi che ci sono buoni e cattivi sistemi di riferimento. Tutti hanno la stessa dignità, il fatto che poi in alcuni ci siano forze apparenti e in altri no poco importa. Anche le forze apparenti non le denigrerei a forze di serie B.

Shackle
Ho detto "cattivo riferimento" tra virgolette, per dire che un riferimento accelerato non è certamente un riferimento inerziale. In un riferimento accelerato, non vale il principio di inerzia. Per applicare le leggi del moto di Newton in un riferimento non inerziale, bisogna tener conto anche di queste benedette forze apparenti, o fittizie, o inerziali : chiamatele come volete, ma sono dovute solo alla non inerzialità del riferimento, e non sono applicate da altri corpi, non sono il frutto di una interazione con altri corpi .
Niente e nessuno applica le forze apparenti , a un corpo che si trovi in un riferimento non inerziale. Solo l'accelerazione del riferimento è la causa di certi comportamenti .
In questo senso , le forze apparenti "non esistono" , compresa la forza centrifuga dell'altra discussione. Le forze apparenti sono un comodo escamotage per giustificare certi moti ( o quiete) nel riferimento accelerato , e nient'altro.

Se poi le vogliamo chiamare forze, nel riferimento non inerziale, chiamiamole pure cosi , e diamo loro la stessa dignità delle forze direttamente applicate . Anzi, è proprio quello che comunemente si fa, quando si risolvono problemi nei riferimenti non inerziali.

dangopruqi
Io mi riferivo proprio al fatto che l'oggetto dentro il bus è costretto a subire l'accelerazione, il bus accelera si ma accelera anche l'oggetto a un certo punto, dato che la forza apparente di trascinamento non esiste ne consegue che l'unica forza è quella diretta come v

dangopruqi
Guarda caso ho trovato la stessa domanda sul libro dei quesiti, e da come risposta la B :smt023

Shackle
Te lo ripeto : se un corpo nel bus è vincolato al riferimento , è ovvio che subisce la stessa sorte del bus . Ti ho presentato due casi , quello del blocco senza attrito , che scivola all'indietro sul pavimento , e quello del passeggero seduto , che sente la forza a lui applicata dal sedile , la quale lo accelera in avanti.
Perciò , la domanda avrebbe dovuto essere più chiara, e si può rispondere più completamente specificando i due casi anzidetti. Comunque , l'occasione è stata buona per parlare un po' di queste benedette forze apparenti.

dangopruqi
Stiamo dicendo la stessa cosa, tranquillo ho capito, e ti ringrazio per l'aiuto ancora una volta

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