Interpretazione fisica delle forze apparenti
Ci sono alcuni fenomeni sulle forze apparenti che proprio non riesco a visualizzare intuitivamente...eppure voi precisare che so cosa sono, e in alcune cose le so applicare. Ma non sempre riesco a trovare le "cause reali" di un certo comportamento che so studiare con le forze apparenti. Vorrei fare alcuni esempi, sperando che qualche buon dio qui dentro mi aiuti (ma mi accontento anche di un capace forumista!)
Treni, binari e forza di coriolis
Un treno si sta muovendo da nord verso sud.
PUNTO DI VISTA NON INERZIALE: Il treno cammina dritto, non è sottoposto ad alcuna forza "reale": c'è una forza apparente, quella di Coriolis, che spinge "le ruote" verso destra. Per com'è fatta tale forza ($2m (\vec\omega \wedge \vec v$), tale forza dipende dalla velocità del treno e dall'emisfero in cui si trova. Questa forza "usura" un opportuno binario.
PUNTO DI VISTA INERZIALE: Vedo una cosa completamente diversa: il treno si muove, la terra nel frattempo sta girando, spingendo con sè il treno. Il treno esercita una forza di reazione sul binario, danneggiandolo. Il binario danneggiato dovrbbe essere sempre quello destro: dipende solo dal verso di rotazione della terra, che essendo antiorario spinge unicamente sul binario di destra. Evidentemente quindi la forza che rovina il binario non dovrebbe avere nulla a che fare con Coriolis.....
Variazione di g lungo la latitudine
Non mi risulta che debba variare: infatti la forza sentita da un oggetto è sempre la solita "(Mm)/(r^2)" dove r è la distanza tra l'oggetto e la terra stessa. Non me ne frega niente del fatto che io osservatore stia ruotando...perchè dunque g dovrebbe variare con la latitudine? Tra l'altro se io tengo l'oggetto in mano, questo mi rimane fermo, e non devo esercitare alcuna forza per tenerlo in mano.... (stessa obiezione per il pendolo di FOucault, vedesi più avanti)
Deviazione grave verso oriente
Questo è quello che riesco a capire meglio: l'oggetto mentre cade si muove verso il centro della terra, sono io che (accidentaccio) sto ruotando. Il tutto si spiega in termini di forza centrifuga, ok. MI chiedevo solo se la "deviazione di g lungo la latitudine" e la deviazione verso oriente dei gravi in caduta fossero in realtà...lo stesso fenomeno, o se sono fenomeni causati da fattori diversi...
Pendolo di Foucault
Concettualmente è quello che trovo più difficile da capire. Perchè il piano di oscillazione del pendolo dovrebbe spostarsi? E' vero che sto ruotando, ma il pendolo è attaccato al soffitto, E PURE IL SOFFITTO STA RUOTANDO solidalmente alla terra....ma allora perchè il piano di oscillazione ruota?
Attendo ansiosamente delucidazioni
Treni, binari e forza di coriolis
Un treno si sta muovendo da nord verso sud.
PUNTO DI VISTA NON INERZIALE: Il treno cammina dritto, non è sottoposto ad alcuna forza "reale": c'è una forza apparente, quella di Coriolis, che spinge "le ruote" verso destra. Per com'è fatta tale forza ($2m (\vec\omega \wedge \vec v$), tale forza dipende dalla velocità del treno e dall'emisfero in cui si trova. Questa forza "usura" un opportuno binario.
PUNTO DI VISTA INERZIALE: Vedo una cosa completamente diversa: il treno si muove, la terra nel frattempo sta girando, spingendo con sè il treno. Il treno esercita una forza di reazione sul binario, danneggiandolo. Il binario danneggiato dovrbbe essere sempre quello destro: dipende solo dal verso di rotazione della terra, che essendo antiorario spinge unicamente sul binario di destra. Evidentemente quindi la forza che rovina il binario non dovrebbe avere nulla a che fare con Coriolis.....
Variazione di g lungo la latitudine
Non mi risulta che debba variare: infatti la forza sentita da un oggetto è sempre la solita "(Mm)/(r^2)" dove r è la distanza tra l'oggetto e la terra stessa. Non me ne frega niente del fatto che io osservatore stia ruotando...perchè dunque g dovrebbe variare con la latitudine? Tra l'altro se io tengo l'oggetto in mano, questo mi rimane fermo, e non devo esercitare alcuna forza per tenerlo in mano.... (stessa obiezione per il pendolo di FOucault, vedesi più avanti)
Deviazione grave verso oriente
Questo è quello che riesco a capire meglio: l'oggetto mentre cade si muove verso il centro della terra, sono io che (accidentaccio) sto ruotando. Il tutto si spiega in termini di forza centrifuga, ok. MI chiedevo solo se la "deviazione di g lungo la latitudine" e la deviazione verso oriente dei gravi in caduta fossero in realtà...lo stesso fenomeno, o se sono fenomeni causati da fattori diversi...
Pendolo di Foucault
Concettualmente è quello che trovo più difficile da capire. Perchè il piano di oscillazione del pendolo dovrebbe spostarsi? E' vero che sto ruotando, ma il pendolo è attaccato al soffitto, E PURE IL SOFFITTO STA RUOTANDO solidalmente alla terra....ma allora perchè il piano di oscillazione ruota?
Attendo ansiosamente delucidazioni
Risposte
No newton. Calma, si.
Che vuol dire "lenta" o "veloce" ? La Terra fa un giro in 24 ore, ma se lo facesse in 20 ore o in 40 ore, cambierebbe qualcosa dal punto di vista di chi sulla Terra ha i piedi? O le ruote?
Che significa "moto circolare uniforme" ?
Che vuol dire "lenta" o "veloce" ? La Terra fa un giro in 24 ore, ma se lo facesse in 20 ore o in 40 ore, cambierebbe qualcosa dal punto di vista di chi sulla Terra ha i piedi? O le ruote?
Che significa "moto circolare uniforme" ?
Significa che la velocità di rotazione (a un determinato parallelo) è costante. MI riferivo al fatto che V è piccola, e quindi $mv^2/r$ è trascurabile. Immagino che se la terra si mettesse a girare come una trottola, lo sentirei eccome...
Newton, ora devo lasciarti,scusami.
Chiarisciti le idee sul moto circolare uniforme, in generale, non solo nel caso della Terra, e poi ne riparliamo. Se non ti è chiaro prima questo, a maggior ragione non ti saranno chiare le forze apparenti.
Chiarisciti le idee sul moto circolare uniforme, in generale, non solo nel caso della Terra, e poi ne riparliamo. Se non ti è chiaro prima questo, a maggior ragione non ti saranno chiare le forze apparenti.
Mi reinserisco in questa bella e utile discussione provando a chiarire che, se stai fermo, agisce solo la forza di gravità e la forza centrifuga cioè che sui tuoi piedi, in entrambi, agisce la gravità diminuita della forza centrifuga. Solo se ti muovi agisce Coriolis.
Ma torniamo a te che te ne stai fermo ed in piedi. Cosa vedono le stelle fisse? Tralasciando i moti traslatori, esse vedono te che compi un moto circolare uniforme. Perchè un moto circolare uniforme? Per colpa della gravità in questo caso preponderante. Ma, per inerzia, tu tenderesti a sfuggire per la tangente ... ecco la forza centrifuga che funge da alleggerimento della forza gravitazionale.
Ma torniamo a te che te ne stai fermo ed in piedi. Cosa vedono le stelle fisse? Tralasciando i moti traslatori, esse vedono te che compi un moto circolare uniforme. Perchè un moto circolare uniforme? Per colpa della gravità in questo caso preponderante. Ma, per inerzia, tu tenderesti a sfuggire per la tangente ... ecco la forza centrifuga che funge da alleggerimento della forza gravitazionale.
Grazie Arrigo per il tuo post. I tuoi commenti sono sempre molto semplici, lineari, e diritti allo scopo.
Newton, più di un anno fa scrissi il post seguente per spiegare a Kashaman l'origine della accelerazione di Coriolis, con un esempio molto semplice : una semiretta ruotante in un piano orizzontale con velocità angolare $\vec\omega$ costante, sulla quale un punto si sposta radialmente con velocità radiale costante $vec\v_r$.
E gli spiegai anche perché l'accelerazione di Coriolis è composta dalla somma di due termini uguali ( il fattore 2 che compare nella espressione) . In sostanza, ci sono due cause :
1) spostandosi il punto radialmente, la velocità periferica (cioè quella tangenziale del moto rotatorio) aumenta
2)la semiretta ruota .
Ecco il post. Spero sia chiaro.
viewtopic.php?f=19&t=99768&hilit=+coriolis#p659898
Newton, più di un anno fa scrissi il post seguente per spiegare a Kashaman l'origine della accelerazione di Coriolis, con un esempio molto semplice : una semiretta ruotante in un piano orizzontale con velocità angolare $\vec\omega$ costante, sulla quale un punto si sposta radialmente con velocità radiale costante $vec\v_r$.
E gli spiegai anche perché l'accelerazione di Coriolis è composta dalla somma di due termini uguali ( il fattore 2 che compare nella espressione) . In sostanza, ci sono due cause :
1) spostandosi il punto radialmente, la velocità periferica (cioè quella tangenziale del moto rotatorio) aumenta
2)la semiretta ruota .
Ecco il post. Spero sia chiaro.
viewtopic.php?f=19&t=99768&hilit=+coriolis#p659898
Grazie Navigatore ... poi c'è anche il caso della giostra che, magari, se c'è una fiera o un lunapark da qualche parte, uno può andarci a fare esperimenti molto istruttivi usando il proprio corpo come strumento di misura ... 
Allora, siamo al lunapark. C'è una bellissima giostra che ruota in senso antiorario ed è gremita di bambini seduti sui loro cavallucci, automobiline ecc (scusate se la metto in favola, ma sono un nonno felice...). Un signore attempato (io!) è seduto su una panchina e guarda divertito la scena. Ad un tratto un piccione spicca il volo dalla cima della giostra e prosegue planando con velocità costante verso quel signore.
Cosa dice il signore? Cosa dicono i bambini?
Il signore afferma che il piccione si muove di moto rettilineo uniforme.
I bambini affermano in coro che il piccione è volato sulle loro teste seguendo una traiettoria curva verso destra come se una forza magica avesse deviato il volo del piccione ...
Quella forza è la forza di Coriolis, mentre il signore non rileva alcuna forza agente sul piccione.
Cosa dice il signore? Cosa dicono i bambini?
Il signore afferma che il piccione si muove di moto rettilineo uniforme.
I bambini affermano in coro che il piccione è volato sulle loro teste seguendo una traiettoria curva verso destra come se una forza magica avesse deviato il volo del piccione ...
Quella forza è la forza di Coriolis, mentre il signore non rileva alcuna forza agente sul piccione.
Ecco, queste sono palle di cannone....ma sono come i piccioni di Arrigo.
http://www.youtube.com/watch?v=49JwbrXcPjc
http://www.youtube.com/watch?v=49JwbrXcPjc
Video molto interessante...mi fa capire che, in generale, le forze apparenti sono presenti tutte e tre simultaneamente...anche nel caso del treno è così?
In uno di link che ho messo all'inizio, si parla del fatto che in generale è difficile separare la forza centrifuga dalla forza di Coriolis. Lo fa vedere anche il link con le palle di cannone, dove ad un dato punto si vedono le due forze apparenti (centrifuga e Coriolis) e la loro risultante, che qualcuno chiama "forza inerziale totale".
Si possono far esprimenti dove la forza centrifuga è equilibrata, con una tavola a forma di paraboloide, e quindi si può studiare l'effetto della sola forza di Coriolis. Sempre nei link, che ti raccomando di riguardare in profondità, ce n'è uno dove si parla di esperienze eseguite al MIT proprio su una tavola rotante che ha quella forma. Guardalo, non è poi tanto difficile da capire.
Ma perchè parli di tre forze apparenti? Quale sarebbe la terza? Non capisco.
Si, sul treno agisce la forza centrifuga dovuta alla rotazione della Terra (forza presente nel riferimento rotante, quindi non inerziale) e la forza di Coriolis, sempre nel riferimento non inerziale.
Si possono far esprimenti dove la forza centrifuga è equilibrata, con una tavola a forma di paraboloide, e quindi si può studiare l'effetto della sola forza di Coriolis. Sempre nei link, che ti raccomando di riguardare in profondità, ce n'è uno dove si parla di esperienze eseguite al MIT proprio su una tavola rotante che ha quella forma. Guardalo, non è poi tanto difficile da capire.
Ma perchè parli di tre forze apparenti? Quale sarebbe la terza? Non capisco.
Si, sul treno agisce la forza centrifuga dovuta alla rotazione della Terra (forza presente nel riferimento rotante, quindi non inerziale) e la forza di Coriolis, sempre nel riferimento non inerziale.
Sì, le due forze non inerziali agiscono assieme. Per esempio, nella caduta dei gravi nel nostro emisfero, la deviazione è a sud-est, anche se pochi lo dicono e, ahimè, lo sanno, per non parlare del pendolo che ha una traiettoria alquanto stana ...
... mentre un grave che cade nell'emisfero sud, devia a nord-est ...
Senza dubbio uno degli argomenti di fisica più difficili dopo il secondo principio della Termo...
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