La mosca nel bicchiere
Salve, mi sono appena iscritto, sono ingegnere appassionato di fisica. Il quesito che cerco di risolvere é il seguente:
Supponiamo di mettere un bicchiere su una bilancia, all'interno del bicchiere una mosca che vola.
Immaginiamo di chiudere il bicchiere. La bilancia segnerà il peso del bicchiere più il peso della mosca?
E se leviamo il tappo al bicchiere ma la mosca continua a stare all'interno, quanto segnerà la bilancia?
Secondo me nel primo caso la mosca per svolazzare deve essere sostenuta da aria, quindi il suo peso si scarica sulla bilancia.
Nel secondo caso sarà l'aria di tutto l'ambiente a reggerla e quindi non dovrebbe pesare sulla bilancia, se non fosse cosí allora un elicottero dovrebbe pesare sul terreno come una imbarcazione dovrebbe pesare sul fondo del mare.
Invero non sono molto convinto sulla prima risposta. Cosa ne pensate sul Forum?
Grazie per l'attenzione.
Supponiamo di mettere un bicchiere su una bilancia, all'interno del bicchiere una mosca che vola.
Immaginiamo di chiudere il bicchiere. La bilancia segnerà il peso del bicchiere più il peso della mosca?
E se leviamo il tappo al bicchiere ma la mosca continua a stare all'interno, quanto segnerà la bilancia?
Secondo me nel primo caso la mosca per svolazzare deve essere sostenuta da aria, quindi il suo peso si scarica sulla bilancia.
Nel secondo caso sarà l'aria di tutto l'ambiente a reggerla e quindi non dovrebbe pesare sulla bilancia, se non fosse cosí allora un elicottero dovrebbe pesare sul terreno come una imbarcazione dovrebbe pesare sul fondo del mare.
Invero non sono molto convinto sulla prima risposta. Cosa ne pensate sul Forum?
Grazie per l'attenzione.
Risposte
"anassagora":
Salve, mi sono appena iscritto, sono ingegnere appassionato di fisica.
Benvenuto!
"anassagora":
Nel secondo caso sarà l'aria di tutto l'ambiente a reggerla e quindi non dovrebbe pesare sulla bilancia, se non fosse cosí allora un elicottero dovrebbe pesare sul terreno come una imbarcazione dovrebbe pesare sul fondo del mare.
E invece, non è così?
Il loro peso svanisce nel nulla?
"E invece, non è così? Il loro peso svanisce nel nulla?"....è quello che vorrei sapere! supponi che un elicottero sia fermo in aria, che fa? pesa sulle teste delle persone? supponi che un sub nuoti sotto una imbarcazione, che fa ? viene schiacciato dal peso della nave?
Premesso che ho finito gli studi più di 40 anni fa.....('78), e che per lavoro faccio tutt'altra cosa che il fisico, pensavo che nel caso di sistema "aperto" (elicottero, nave, mosca in aria,....entrasse in gioco la spinta del fluido circostante.
Per la mosca nel bicchiere chiuso, immagino un secchio pieno di acqua e sull'acqua un corpo qualsiasi galleggiante, mi pare ovvio che se sollevo questo secchio sento il peso del secchio, acqua, corpo. Quindi per galleggiare, scarica il peso sul fondo del secchio.
La mosca per rimanere in "aria" all'interno di un bicchiere chiuso, dovrebbe scaricare il suo peso sul fondo.....
Preciso che la mia domanda è un dubbio che ho, io non ho la risposta e la cerco......
Il loro peso svanisce nel nulla?"....è quello che vorrei sapere! supponi che un elicottero sia fermo in aria, che fa? pesa sulle teste delle persone? supponi che un sub nuoti sotto una imbarcazione, che fa ? viene schiacciato dal peso della nave?Premesso che ho finito gli studi più di 40 anni fa.....('78), e che per lavoro faccio tutt'altra cosa che il fisico, pensavo che nel caso di sistema "aperto" (elicottero, nave, mosca in aria,....entrasse in gioco la spinta del fluido circostante.
Per la mosca nel bicchiere chiuso, immagino un secchio pieno di acqua e sull'acqua un corpo qualsiasi galleggiante, mi pare ovvio che se sollevo questo secchio sento il peso del secchio, acqua, corpo. Quindi per galleggiare, scarica il peso sul fondo del secchio.
La mosca per rimanere in "aria" all'interno di un bicchiere chiuso, dovrebbe scaricare il suo peso sul fondo.....
Preciso che la mia domanda è un dubbio che ho, io non ho la risposta e la cerco......
"anassagora":
"E invece, non è così?
Non peserà proprio sulle teste delle persone (però se ci stai proprio sotto, e l'elicottero è vicino, ti assicuro che una bella spinta la senti
), ma di sicuro, se abbiamo fede nelle leggi fondamentali, pesa sulla terra... come si distribuisca il peso non lo so, e certo è tutt'altro che semplice saperlo, ma, ripeto, che l'integrale delle forze che agiscono sul terreno coincida col peso dell'elicottero mi pare certo.Per cui, tornando alla mosca. Se il bicchiere è chiuso, la bilancia segna il peso della mosca. Se è aperto, forse segnerà di meno... però, se il piatto della bilancia è bello grande e si estende molto al di là del bicchiere, penso che sia la stessa cosa.
Mi ricordo alcune discussioni in merito ... prova a cercare "farfalle" nel forum ...
mi sento di concordare con MGRAU, sarebbe interessante sperimentarlo.
Nel caso dell'elicottero.....la spinta la senti perchè c'è una forte turbolenza, quindi si avverte lo spostamento di aria, a sostenerlo credo sia una depressione che si crea al di sopra per effetto delle pale e quindi a un gradiente di pressione tra sotto e sopra, pressione generata da tutta l'aria intorno, la parte peso che scaricherà a terra probabilmente è minima.
E una nave? stessa cosa dell'elicottero? produrrà una pressione tutt'intorno......
C'è tra gli iscritti chi studia/insegna fisica?
Nel caso dell'elicottero.....la spinta la senti perchè c'è una forte turbolenza, quindi si avverte lo spostamento di aria, a sostenerlo credo sia una depressione che si crea al di sopra per effetto delle pale e quindi a un gradiente di pressione tra sotto e sopra, pressione generata da tutta l'aria intorno, la parte peso che scaricherà a terra probabilmente è minima.
E una nave? stessa cosa dell'elicottero? produrrà una pressione tutt'intorno......
C'è tra gli iscritti chi studia/insegna fisica?
"anassagora":
mi sento di concordare con MGRAU, ....
Nel caso dell'elicottero.... la parte peso che scaricherà a terra probabilmente è minima.
...
E una nave? stessa cosa dell'elicottero? produrrà una pressione tutt'intorno......
Mi fa piacere che concordi, ma onestamente non capisco su che cosa... mi pareva di aver detto tutto il contrario: TUTTO il peso dell'elicottero, o della nave, è sostenuto dalla terra... IMHO
Le pale dell]'elicottero , ruotando , spingono l'aria verso il basso , e per reazione l'aria spinge l'elicottero verso l'alto. Semplice principio di azione e reazione .
Per le navi , è ancora piu facile : $vecP + vecS = 0 $ . Equazione di Archimede.
LA distribuzione delle pressioni attorno alla carena di una nave , che naviga " a dislocamento" , è semplicemente idrostatica . Escludo le carene plananti o altri mezzi navali, come gli aliscafi.
La Terra sostiene tutto: l'acqua , l'aria , le navi, gli aerei ....ma non facciamone una questione solo "locale" .
Per le navi , è ancora piu facile : $vecP + vecS = 0 $ . Equazione di Archimede.
LA distribuzione delle pressioni attorno alla carena di una nave , che naviga " a dislocamento" , è semplicemente idrostatica . Escludo le carene plananti o altri mezzi navali, come gli aliscafi.
La Terra sostiene tutto: l'acqua , l'aria , le navi, gli aerei ....ma non facciamone una questione solo "locale" .
Quindi? Tornando alla mosca nel bicchiere?
"Shackle":
La Terra sostiene tutto: l'acqua , l'aria , le navi, gli aerei ....
E anche le mosche... sia quelle nei bicchieri che quelle fuori
Immaginiamo un aereo che sorvola l'Italia, se immagino la colonna di aria alta quanto la quota e larga quanto a sagoma dell'aereo, questa colonna sostiene l'aereo?
Certo che no. Come si distribuiscono le forze sulla superficie della terra forse lo sa il Padreterno, se ci si mette d'impegno.. noi mortali sappiamo solo che la SOMMA di queste forze uguaglia il peso dell'aereo
Se si immagina un aereo che sorvola l'Italia, ci sarà una colonna di aria che lo sostiene, alta quanto la quota e larga quanto la sagoma. Che accade? man mano che l'aereo si sposta, si muove anche questa colonna d'aria? e il peso dell'aereo si scarica su questa colonna? non può essere! rimarremmo tutti schiacciati!
Evidentemente la pressione generata dal peso dell'aereo si scarica dappertutto ma non unicamente in verticale sulla Terra.
Evidentemente la pressione generata dal peso dell'aereo si scarica dappertutto ma non unicamente in verticale sulla Terra.
Butto sul tavolo un riferimento che non ho esaminato con cura, che valuta l'accelerazione verticale della mosca: http://fisicax.complexworld.net/blog/lamoscanelbicchiere
Tirando in ballo una mosca, che svolazza e muove l'aria, ti inoltri nel campo difficile della fluidodinamica.
Meglio fare idrostatica, con una barca che galleggia in una piscina, ferma la barca, in acqua ferma.
In tal caso il peso della barca causa un aumento di pressione sul fondo della piscina, se non varia la quantità di acqua: si alza il livello dell'acqua ossia l'altezza della colonna d'acqua ossia il suo peso.
Più larga è la piscina, minore è l'incremento di pressione per unità di superficie del fondo.
Nel mare l'incremento è trascurabile.
Una differenza di pressione, tra la regione sotto la verticale e l'ambiente circostante, sposterebbe lateralmente acqua.
Lo puoi considerare nella dinamica del transitorio, se cali la barca in acqua con una gru, ma si annulla una volta raggiunto l'equilibrio statico.
Considera un oggetto collegato da due molle al fondo e al coperchio di una scatola vuota (senza aria): finché sta fermo il suo peso è equilibrato staticamente dalle molle; se oscilla verticalmente spinge e tira alternativamente la scatola, tramite le molle.
Tirando in ballo una mosca, che svolazza e muove l'aria, ti inoltri nel campo difficile della fluidodinamica.
Meglio fare idrostatica, con una barca che galleggia in una piscina, ferma la barca, in acqua ferma.
In tal caso il peso della barca causa un aumento di pressione sul fondo della piscina, se non varia la quantità di acqua: si alza il livello dell'acqua ossia l'altezza della colonna d'acqua ossia il suo peso.
Più larga è la piscina, minore è l'incremento di pressione per unità di superficie del fondo.
Nel mare l'incremento è trascurabile.
Una differenza di pressione, tra la regione sotto la verticale e l'ambiente circostante, sposterebbe lateralmente acqua.
Lo puoi considerare nella dinamica del transitorio, se cali la barca in acqua con una gru, ma si annulla una volta raggiunto l'equilibrio statico.
Considera un oggetto collegato da due molle al fondo e al coperchio di una scatola vuota (senza aria): finché sta fermo il suo peso è equilibrato staticamente dalle molle; se oscilla verticalmente spinge e tira alternativamente la scatola, tramite le molle.
Se abbiamo un recipiente con acqua e un corpo largo quasi quanto il recipiente,e sul fondo ci sia un pesciolino, questo sentirá la pressione?
Se metti una barca in una piscina, dove inizialmente l'altezza dell'acqua è $h$ , la barca sposta un volume d'acqua, sia $V_i$ , il cui peso è uguale alla spinta che la barca riceve per rimanere a galla . Spostando il volume $V_i$ , l'acqua in tutta la piscina aumenta di altezza, e precisamente il livello dell'acqua sale di $Deltah = V_i/(L*B) $ , dove $L$ e $B$ sono la lunghezza e la larghezza della piscina . Quindi sul fondo avrai la pressione relativa :
$p' = \rhogh' $
maggiore di $p = \rhogh$
che c'era prima di mettere la barca a galleggiare . Ovviamente : $h' = h +Deltah$
$p' = \rhogh' $
maggiore di $p = \rhogh$
che c'era prima di mettere la barca a galleggiare . Ovviamente : $h' = h +Deltah$
"anassagora":
Se abbiamo un recipiente con acqua e un corpo largo quasi quanto il recipiente,e sul fondo ci sia un pesciolino, questo sentirá la pressione?
Perché non accetti che, molto semplicemente, il peso della barca si somma al peso dell'acqua e che lo stesso vale per la pressione = peso / superficie ?
Più che la differenza tra i pesi o tra le pressioni, nella percezione conta il rapporto: in acqua bassa il peso della barca è importante, negli abissi è irrilevante.
Considera una barca con lo stesso peso specifico dell'acqua, che galleggi immersa completamente, appena sotto il pelo dell'acqua.
Il pesce non distingue se la pressione aumenta a causa di una barca oppure perché altra acqua viene aggiunta nella piscina, a parità di peso.
Idem per la mosca e l'aereo, in regime stazionario, a bassa velocità.
Ad alta velocità senti le onde di pressione del bang supersonico https://it.wikipedia.org/wiki/Boom_sonico di un aereo; non della mosca
che però ronza: il timpano ne percepisce le onde di pressione, di qualche micropascal.
Grazie a tutti per i contributi. Mi convince quanto scrive Veciorik.
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