Problema reazione vincolare

[matteomors]

Ciao a tutti,

vi posto il testo del problema e poi vi espongo il mio dubbio:



Non capisco quando calcola la reazione nel punto più in alto e di conseguenza invertirei con quella nel puntopiù basso.

Io la vedo così,prendiamo il punto più in alto, la forza peso della massa è diretta verso il basso e forza centripeta anche perchè è diretta verso il centro del cerchio.

Allora perchè non le sommo ma le sottraggo, e invece nell'altro caso (punto più basso) le somma che invece hanno verso opposto?

E poi una conferma, per quella nel punto intermedio la forza peso è zero perchè prendendo la componente vettoriale orizzontale, cioè coseno, ottengo coseno di 90°=0 giusto?

Grazie, Matteo.

[GIBI1]

... considera la forza centrifuga non quella centripeta.


Prendi un corda, legale un sasso , e poi fai ruotare il tutto nel piano verticale, vedrai che tutto si chiarirà

[Faussone]

"matteomors":
Io la vedo così,prendiamo il punto più in alto, la forza peso della massa è diretta verso il basso e forza centripeta anche perchè è diretta verso il centro del cerchio.

Allora perchè non le sommo ma le sottraggo, e invece nell'altro caso (punto più basso) le somma che invece hanno verso opposto?

E poi una conferma, per quella nel punto intermedio la forza peso è zero perchè prendendo la componente vettoriale orizzontale, cioè coseno, ottengo coseno di 90°=0 giusto?

E' molto semplice: ti si chiede la reazione vincolare quindi la forza che l'asta esercita sul vincolo. Tu confondi questa forza con quella applicata dal vincolo all'asta.
L'asta, come dici tu, applica al sasso una forza centripeta diretta verso il centro, tale forza mantiene il sasso su una traiettoria circolare.
L'asta per fornire quella forza deve essere vincolata all'altro estremo pertanto il vincolo applica sull'asta una forza diretta anche questa in direzione centripeta mentre l'asta esercita sul vincolo una forza uguale ed opposta quindi centrifuga. Questo spiega perché quando la massa è in alto il segno di quella forza è opposto al peso e quando è in basso è concorde.

[Cmax1]

Dal punto di vista formale, l'uso della forza centrifuga è sufficiente ad eseguire il calcolo. Ma può essere rischioso per chi frequenta Fisica, perchè durante l'orale, in un'eventuale discussione del compito, per la natura non inerziale della forza centrifuga, ci si può trovare a dover spiegare in dettaglio la scelta effettuata e dimostrare la sua equivalenza con un approccio concettualmente più fondato (per esempio: considerare la f.c. consiste nel mettersi in un sistema di riferimento solidale alla sbarra. In questa condizione ci sono altre forze apparenti. Quali sono? Perchè non vengono considerate nel problema? Perchè sommi una componente reale ed una apparente? E così via, ma se frequenti Ingegneria è poco probabile che in un esame ci si inoltri in queste argomentazioni).
Una spiegazione più cauta può essere questa: la traiettoria della massa indica la presenza di una forza centripeta di 125 N. Nel punto più alto, la curvatura della traiettoria indica che è rivolta verso il basso. Di questi 125 N, 49 N sono dovuti alla gravità, il resto alla sbarra. Nel punto più basso, la sbarra deve contrastare la forza di gravità (che tenderebbe ad imprimere alla traiettoria una curvatura di segno opposto), ED INOLTRE giustificare la curvatura.

[Faussone]

"Cmax":Dal punto di vista formale, l'uso della forza centrifuga è sufficiente ad eseguire il calcolo. Ma può essere rischioso per chi frequenta Fisica, perchè durante l'orale, in un'eventuale discussione del compito, per la natura non inerziale della forza centrifuga, ci si può trovare a dover spiegare in dettaglio la scelta effettuata e dimostrare la sua equivalenza con un approccio concettualmente più fondato (per esempio: considerare la f.c. consiste nel mettersi in un sistema di riferimento solidale alla sbarra. In questa condizione ci sono altre forze apparenti. Quali sono? Perchè non vengono considerate nel problema? Perchè sommi una componente reale ed una apparente? E così via, ma se frequenti Ingegneria è poco probabile che in un esame ci si inoltri in queste argomentazioni).
Una spiegazione più cauta può essere questa: la traiettoria della massa indica la presenza di una forza centripeta di 125 N. Nel punto più alto, la curvatura della traiettoria indica che è rivolta verso il basso. Di questi 125 N, 49 N sono dovuti alla gravità, il resto alla sbarra. Nel punto più basso, la sbarra deve contrastare la forza di gravità (che tenderebbe ad imprimere alla traiettoria una curvatura di segno opposto), ED INOLTRE giustificare la curvatura.

Concordo. Infatti io non ho parlato di forza centrifuga. L'aggettivo "centrifuga" che ho usato era solo per spiegare che la forza che agisce sul vincolo (al netto del peso) è diretta dal centro della sbarra alla periferia, quello infatti significa l'aggettivo centrifugo.

PS: Comunque non è vero che sia così solo per chi studia Fisica. Io ho studiato ingegneria e ti assicuro che le questioni che poni (almeno ai miei tempi, non così lontani ti parlo di metà anni 90) erano sottolineate eccome! Guai a fare confusione tra forze apparenti e reali.
La fisica è una, vabbé che noi ingegneri siamo considerati rozzi da fisici e matematici... ma insomma non esageriamo!