Forza centripeta , interpretazione di un sistema fisico
L'esercizio che vi scrivo è presente praticamente in tutta la prima pagina di google (se lo cercate).è riportato lo svolgimento e svolgendolo i risultati tornano.Nonostante tutto io mi sento di non aver capito! Esternamente (internet) non ho trovato spiegazioni che mi soddisfacessero.
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Un divertimento da luna -park consiste in un grande cilindro verticale che ruota attorno al suo asse,tanto velocemente,che una persona , al suo interno è bloccata contro la parete quando il pavimento è tolto (non penso serva la figura..nel caso chiedete pure!!) .Il coefficiente di attrito statico tra la persona e la parete è u_s ,ed il raggio del cilindro è R.(a) Mostrare che il massimo periodo di rotazione necessario per evitare che la persona cada è $T=((4*pi^2*R*u_s)/g)^(1/2)$ .
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In altre parole mi è stata chiesta la velocità minima che il cilindro deve avere per non far cascare la persona giù . Poi userò la formula del periodo etc.. etc...
Praticamente tocca fare $u_s*m*v^2/r=mg$
isoli v e ottieni la velocità minima .
Logicamente a me viene da pensare che la forza di attrito e la forza peso sono le due forze che agiscono sulla persona . La forza peso dovrebbe essere sempre presente e la forza d'attrito è citata dal libro come quella che agisce tra persona e cilindro.
Diciamo che per me è un casino capire perchè in certi casi è la forza d'attrito quella che fornisce l'accelerazione centripeta.Se una macchina esegue una curva in una strada non sopraelevata è grazie alla forza d'attrito che è rivolta verso il centro della curva.Io questo l'ho imparato diciamo a memoria e so applicarlo quando serve agli esercizi.A prima vista direi che la forza d'attrito è rivolta sulla curva nella direzione opposta a quella del movimento della macchina . Comunque ,lasciamo stare che è meglio
Praticamente quindi che devo fare ?? scrivere forza d'attrito=mg??? ma perchè ? La forza peso è rivolta verso il centro della terra mentre la forza d'attrito , in questi casi , non fornisce l'accelerazione centripeta ?? In altre parole quest'ultima non è rivolta sul raggio della circonferenza del cilindro ??? Quindi partirei già sbagliando il diagramma del corpo libero.
Facciamo finta che ho capito che devo uguagliare quelle due forze (logicamente ok perchè se il tizio deve essere fermo e agiscono solo quelle due forze si devono annullare ma per me sono comunque rivolte in direzioni diverse!!) .
La forza d'attrito statico massima è u_s*N . Gli altri valori per me sono un'incognita (quelli più piccoli per l'attrito statico).Almeno io non ho mai letto che la forza d'attrito statico è u_s*fattore
dove il fattore può crescere o diminuire fino ad arrivare ad un massimo di N . è così ?? No perchè in questo caso questa forza mi è data come $u_s*m*v^2/r$ .Come a volermi dire che la forza d'attrito è uguale a una certa forza per il suo coefficiente .Io pensavo fosse così solo per l'attrito statico massimo dove questa certa forza è la normale!
cioè forza d'attrito=forza centripeta * u_s ??? E se fosse come ho detto fin'ora visto che questa certa forza è la forza centripeta allora la forza d'attrito è rivolta davvero verso il centro come dicevo all'inizio dell'esercizio!
Quindi , la domanda potrebbe diventare : ma perchè la forza peso dovrebbe essere uguale a quella d'attrito ? Cioè ,non mi sognerei mai di eguagliarle visto che per me mg non si trova nella direzione radiale mentre $u_s*m*v^2/r$ sì!
Riassumendo ,le domande sono :
opzionale) perchè la forza d'attrito fornisce la forza centripeta quando una macchina gira in una curva ?
a)ma la forza d'attrito verso dove è rivolta ?? nella direzione radiale??
b)e la forza peso???
c)in base ad a e b , se sono rivolte nella stessa direzione (mg e f_s), perchè ??
d)La forza d'attrito statico può essere sempre identificata come u_s*F dove F è una forza che cresce d'intensità fino ad arrivare ad N un'istante prima che il corpo si muova oppure u_s*N è il massimo valore della forza d'attrito statico e andando per valori inferiori essi hanno un'espressione che non ha niente a che vedere con la prima ipotesi ??
opzionale)Se volessi ottenere la velocità massima che dovrebbe avere il cilindro per non far schizzare via il tizio che condizione imporrei ?? u_s*N?? ed N chi è ?? mi viene da pensare che siccome stiamo usando mg come se fosse diretta nella direzione radiale e visto che N è normale al piano d'appoggio , N=mg ??
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Un divertimento da luna -park consiste in un grande cilindro verticale che ruota attorno al suo asse,tanto velocemente,che una persona , al suo interno è bloccata contro la parete quando il pavimento è tolto (non penso serva la figura..nel caso chiedete pure!!) .Il coefficiente di attrito statico tra la persona e la parete è u_s ,ed il raggio del cilindro è R.(a) Mostrare che il massimo periodo di rotazione necessario per evitare che la persona cada è $T=((4*pi^2*R*u_s)/g)^(1/2)$ .
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In altre parole mi è stata chiesta la velocità minima che il cilindro deve avere per non far cascare la persona giù . Poi userò la formula del periodo etc.. etc...
Praticamente tocca fare $u_s*m*v^2/r=mg$
isoli v e ottieni la velocità minima .
Logicamente a me viene da pensare che la forza di attrito e la forza peso sono le due forze che agiscono sulla persona . La forza peso dovrebbe essere sempre presente e la forza d'attrito è citata dal libro come quella che agisce tra persona e cilindro.
Diciamo che per me è un casino capire perchè in certi casi è la forza d'attrito quella che fornisce l'accelerazione centripeta.Se una macchina esegue una curva in una strada non sopraelevata è grazie alla forza d'attrito che è rivolta verso il centro della curva.Io questo l'ho imparato diciamo a memoria e so applicarlo quando serve agli esercizi.A prima vista direi che la forza d'attrito è rivolta sulla curva nella direzione opposta a quella del movimento della macchina . Comunque ,lasciamo stare che è meglio
Praticamente quindi che devo fare ?? scrivere forza d'attrito=mg??? ma perchè ? La forza peso è rivolta verso il centro della terra mentre la forza d'attrito , in questi casi , non fornisce l'accelerazione centripeta ?? In altre parole quest'ultima non è rivolta sul raggio della circonferenza del cilindro ??? Quindi partirei già sbagliando il diagramma del corpo libero.
Facciamo finta che ho capito che devo uguagliare quelle due forze (logicamente ok perchè se il tizio deve essere fermo e agiscono solo quelle due forze si devono annullare ma per me sono comunque rivolte in direzioni diverse!!) .
La forza d'attrito statico massima è u_s*N . Gli altri valori per me sono un'incognita (quelli più piccoli per l'attrito statico).Almeno io non ho mai letto che la forza d'attrito statico è u_s*fattore
dove il fattore può crescere o diminuire fino ad arrivare ad un massimo di N . è così ?? No perchè in questo caso questa forza mi è data come $u_s*m*v^2/r$ .Come a volermi dire che la forza d'attrito è uguale a una certa forza per il suo coefficiente .Io pensavo fosse così solo per l'attrito statico massimo dove questa certa forza è la normale!
cioè forza d'attrito=forza centripeta * u_s ??? E se fosse come ho detto fin'ora visto che questa certa forza è la forza centripeta allora la forza d'attrito è rivolta davvero verso il centro come dicevo all'inizio dell'esercizio!
Quindi , la domanda potrebbe diventare : ma perchè la forza peso dovrebbe essere uguale a quella d'attrito ? Cioè ,non mi sognerei mai di eguagliarle visto che per me mg non si trova nella direzione radiale mentre $u_s*m*v^2/r$ sì!
Riassumendo ,le domande sono :
opzionale) perchè la forza d'attrito fornisce la forza centripeta quando una macchina gira in una curva ?
a)ma la forza d'attrito verso dove è rivolta ?? nella direzione radiale??
b)e la forza peso???
c)in base ad a e b , se sono rivolte nella stessa direzione (mg e f_s), perchè ??
d)La forza d'attrito statico può essere sempre identificata come u_s*F dove F è una forza che cresce d'intensità fino ad arrivare ad N un'istante prima che il corpo si muova oppure u_s*N è il massimo valore della forza d'attrito statico e andando per valori inferiori essi hanno un'espressione che non ha niente a che vedere con la prima ipotesi ??
opzionale)Se volessi ottenere la velocità massima che dovrebbe avere il cilindro per non far schizzare via il tizio che condizione imporrei ?? u_s*N?? ed N chi è ?? mi viene da pensare che siccome stiamo usando mg come se fosse diretta nella direzione radiale e visto che N è normale al piano d'appoggio , N=mg ??
Risposte
Ciao umbreon
Molto tempo fa di persona sono stato in uno di questi giochi al luna park nei pressi di Roma (EUR) se non ricordo male.
Dunque la resistenza di attrito statico dipende dal carico che preme sulle pareti del cilindro (forza centripeta) e dal coefficiente di attrito statico, il loro prodotto da il modulo della forza massima.
La persona in rotazione con il cilindro non cade quando si abbassa il pavimento e dunque le forze sulla verticale si fanno equilibrio, peso + attrito = 0, da una osservazione cinematica (persona ferma sulla parete in verticale) , si deduce una condizione dinamica (assenza di forze sulla verticale) e l' attrito contrasta il peso.
Nel caso della automobile in curva, l' attrito statico curva il percorso del veicolo (osservazione cinematica ), la forza e allora centripeta (osservazioni dinamiche).
Spero di essesti stato di aiuto
Saluti
Mino
Molto tempo fa di persona sono stato in uno di questi giochi al luna park nei pressi di Roma (EUR) se non ricordo male.
Dunque la resistenza di attrito statico dipende dal carico che preme sulle pareti del cilindro (forza centripeta) e dal coefficiente di attrito statico, il loro prodotto da il modulo della forza massima.
La persona in rotazione con il cilindro non cade quando si abbassa il pavimento e dunque le forze sulla verticale si fanno equilibrio, peso + attrito = 0, da una osservazione cinematica (persona ferma sulla parete in verticale) , si deduce una condizione dinamica (assenza di forze sulla verticale) e l' attrito contrasta il peso.
Nel caso della automobile in curva, l' attrito statico curva il percorso del veicolo (osservazione cinematica ), la forza e allora centripeta (osservazioni dinamiche).
Spero di essesti stato di aiuto
Saluti
Mino
Ti ringrazio anche se ho già risolto tutto quanto!!
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