Piano inclinato e sistema riferimento

[tmox]

Buongiorno a tutti. Sono un nuovo iscritto, e mi complimento per il vostro forum.

Vorrei chiedere aiuto per portare a compimento un ragionamento che mi sta mettendo in difficoltà.
Si tratta dei sistemi di riferimento in fisica.

Consideriamo un piano inclinato. Il riferimento "comodo" è quello con asse x parallelo al piano ed asse y ortogonale a questo. In tal caso possiamo scomporre la forza peso in due componenti, al pari di un problema in cui abbiamo un piano orizzontale ed una forza inclinata verso il basso che lo trae.
Assumendo un riferimento con assi paralleli "al quaderno", potremo invece definire l'accelerazione del blocco di massa m posto sul piano inclinato sfruttando la forza peso e la rezione vincolare.

Partendo dal presupposto che non riesco a immaginare come una forza vincolare, che nasce solo per impedire al corpo di attraversare il piano, possa contribuire a "spingerlo" verso la discesa, vorrei chiedere:

Quale modo di analizzare il problema è corretto? Immaginiamo di osservare il pianeta Terra, sul quale vi sia un piano inclinato. Ruotando il pianeta possiamo cambiare l'orientamento del piano inclinato secondo un certo sistema di riferimento prestabilito. Il problema verrà risolto con considerazioni differenti, e tutte portano allo stesso risultato. Quello che non capisco è in quale di tutti questi possibili modi la natura "vede" il piano inclinato.

E inoltre, se avessi un sensore sul blocchetto di massa m posto sul piano, per la forza parallela al piano inclinato avvertirei il contributo della forza vincolare oppure quella della gravità ( sistema di riferimento sul piano inclinato) ?

Qualcuno saprebbe aiutarmi a rispondere a questo?

Allego un immagine per chiarire il mio pensiero.

[Sk_Anonymous]

"tmox":Buongiorno a tutti. Sono un nuovo iscritto, e mi complimento per il vostro forum.

Benvenuto. Si fa quel che si può per aiutare, se si è in grado, e soprattutto cercando di non dire sciocchezze. Ma talvolta si sbaglia anche. E questo è un bene per chi non si sente un padreterno.

Consideriamo un piano inclinato. Il riferimento "comodo" è quello con asse x parallelo al piano ed asse y ortogonale a questo. In tal caso possiamo scomporre la forza peso in due componenti, al pari di un problema in cui abbiamo un piano orizzontale ed una forza inclinata verso il basso che lo trae.

Anche se metti gli assi diversamente, puoi scomporre la forza peso in una direzione parallela e una perpendicolare al piano inclinato. LA scomposizione di vettori non dipende da come metti gli assi .

Assumendo un riferimento con assi paralleli "al quaderno", potremo invece definire l'accelerazione del blocco di massa m posto sul piano inclinato sfruttando la forza peso e la rezione vincolare.

Questo non è chiaro. Che cosa è il quaderno? Spiega meglio la tua idea

Partendo dal presupposto che non riesco a immaginare come una forza vincolare, che nasce solo per impedire al corpo di attraversare il piano, possa contribuire a "spingerlo" verso la discesa….

se un corpo è messo su un piano inclinato di $\alpha$ rispetto all'orizzontale, la componente del peso parallela al piano , che supponiamo liscio, vale $mgsen\alpha$ e quindi l'accelerazione del corpo è $gsen\alpha$ .
La reazione vincolare, che vale (in modulo) $mgcos\alpha$ , è normale al piano inclinato, e fa equilibrio al componente del peso normale al piano stesso.
Che cosa non capisci?

vorrei chiedere:

Quale modo di analizzare il problema è corretto? Immaginiamo di osservare il pianeta Terra, sul quale vi sia un piano inclinato. Ruotando il pianeta possiamo cambiare l'orientamento del piano inclinato secondo un certo sistema di riferimento prestabilito. Il problema verrà risolto con considerazioni differenti, e tutte portano allo stesso risultato. Quello che non capisco è in quale di tutti questi possibili modi la natura "vede" il piano inclinato.

E inoltre, se avessi un sensore sul blocchetto di massa m posto sul piano, per la forza parallela al piano inclinato avvertirei il contributo della forza vincolare oppure quella della gravità ( sistema di riferimento sul piano inclinato) ?

Qualcuno saprebbe aiutarmi a rispondere a questo?

Allego un immagine per chiarire il mio pensiero.

Ti faccio presente che "piano orizzontale" e "piano inclinato" sono definizioni che hanno senso "localmente" , come ha senso localmente la direzione della verticale data dal filo a piombo. È ovvio che in punti differenti della superficie terrestre hai piani orizzontali "locali" , come hai verticali "locali" differenti tra loro.

Un pavimento orizzontale a Roma è disposto diversamente da un pavimento orizzontale a New York, se guardi la Terra da fuori!

Ma diceva un grande fisico , John Archibald Wheeler : " LA fisica è semplice solo localmente" .

In conclusione, spero di aver chiarito qualche tuo dubbio, altrimenti ti prego di spiegare meglio.

[tmox]

Ciao! Con "quaderno" mi riferivo ad un asse x disposto parallelamente alla base del piano inclincato. Grazie per avermi risposto. Nel frattempo ho cercato anche sul web possibili risposte e ho capito che ciò in cui mi sono imbattuto è la ricerca del cosiddetto "sistema di riferimento assoluto". Ho letto che Newton era assillato da questa idea ma che non è ancora certa, ad oggi, la fattibilità di definire un sistema di riferimento "universale". Ecco, io cercavo proprio quel sistema di riferimento "Usato da Dio", come diceva Newton. Devo dedurre quindi che mi sia imbattuto nella ricerca di qualcosa di un pò grosso

[Sk_Anonymous]

Infatti il sistema di riferimento "assoluto" che cercava Newton , ovvero lo spazio assoluto , è più che altro una astrazione fisica. Newton immaginava lo spazio assoluto come una sorta di palcoscenico immutabile, nel quale i corpi si muovessero e recitassero la loro parte obbedendo ai suoi tre principi della dinamica.
Solo ad attori molto speciali di questo palcoscenico cosmico le sue leggi sarebbero apparse vere.
E in questo spazio assoluto si immaginava che le stelle "lontane" fossero fisse e immutabili. Perciò ancora oggi si definisce quel palcoscenico come determinato dalle stelle "fisse", e si chiama riferimento inerziale ogni riferimento che si suppone in quiete o dotato di m.r.u. rispetto ad esse .

Ma poi venne un altro personaggio , coi baffi, che nei primi anni del ventesimo secolo sconvolse questa visione.
Il discorso si fa lungo e complicato.

[tmox]

Hai ragione. Il discorso è lungo e pure complicato. Ma è stato proprio questo pensiero, che mi è nato spontaneamente, a farmi sentire sperduto. Leggendo di Newton, Einstein e non solo, ora mi rendo conto del perchè . Grazie!