Significato del passo di un libro (esperti entrate)

Paolo861
Premesso che ho compreso il concetto di accelerazione centripeta e tangenziale
quando parliamo ovviamente di moto circolare.

In una delle dispense che parla dell'accelerazione centripeta come per la massa moltiplicata al rapporto
della velocità al quadrato sul raggio, dopo l'esempio del lanciatore di peso o giro della morte si scrive:

"La presenza della forza tangenziale fa si che il moto circolare non sia uniforme
in alcuni punti diversi della traiettoria la velocità scalare v è differente.
Affinchè la traiettoria mantenga invariato il suo raggio di curvatura (?)r, è necessario
che anche l'intensità della forza centripeta cambi da un punto all'altro, in modo che, ovunque, sia soddisfatta
la formula 12 (quella che vi ho descritto in precedenza).
Nel moto circolare la (12) deve essere dunque considerata una relazione fra grandezze istantanee, non necessariamente costanti."

Mia ipotesi da far vagliare ai più esperti: tipo il simpatico navigatore:

Leggendola così è chiaro che per l'equazione am = ac + at, se la forza vettore lungo il cerchio si scompone in
componenti ed una di queste è l'accelerazione tangenziale, siamo in presenta di un'accelerazione che non rende
uniforme il moto circolare.
Il raggio di curvatura dovrebbe essere il "modo" in cui il vettore segue la traiettoria lungo la circonferenza stessa, a questo punto in presenza di accelerazione tangenziale anche la grandezza derivata sarà variabile e se queste due variano a rigor di logica nemmeno l'intensità della forza centripeta è uguale da un punto all'altro e in questo modo la distanza fisica tra il vettore e il centro della circonferenza (raggio) rimane invariata. Un esempio palese è proprio la circonferenza delle montagne russe dove il "vagone" chiamiamolo così anche se non conosco la definizione precisa percorre sempre la stessa traiettoria con la stessa distanza dal cerchio della circonferenza.
Mi sorge un dubbio, va bene definirle grandezze istantanee non necessariamente costanti però se la distanza tra il vagone e il centro della circonferenza è fissa, l'accelerazione centripeta dovrebbe essere costante quando a variare sono quella tangenziale e di conseguenza la velocità scalare.

Non ho mai capito la fisica come ora, sono argomenti studiati nei primi anni di itis e li sto studiando
per la prima volta ora, incredibile ragazzi.
Al tempo ero ancor più chiuso di adesso, nuovo ambiente, nuovi compagni figuratevi che se dovevo parlare in mezzo alla classe... mi concentravo su me stesso e forse ecco spiegato il motivo , mi facevo prendere da questi dettagli e nonostante mi venissero rispiegati i concetti io non li avrei capiti comunque.
Quando si comincia ad accendere la testa propria i concetti si capiscono, noto molti allievi in classe che
giunta la lezione di fisica trovano un motivo per assentarsi o disturbare la lezione quando è la materia
principale, io ne sto scoprendo veramente l'importanza e l'entusiasmo quando la si capisce che rapportata
alla mia passione da una certa soddisfazione. Il professore si trova a cercare di spiegare argomenti non facilissimi
che deve adattare alla testa di ognuno e loro come me dovrebbero essere li per interesse e se deve essere il professore a ricavarlo in loro stiamo messi bene.

Risposte
Faussone
Accidenti quanto chiacchieri!
Mi rendo conto che quando scrivo sul forum spesso risulto rompi...scatole e precisino (non sono così normalmente!), però permettimi di dirti che se ci tieni che ti venga chiarito un dubbio conviene che lo esprimi in maniera coincisa e senza troppe divagazioni, altrimenti non tutti avranno la pazienza di leggere.

Il dubbio mi pare questo alla fine.

"Paolo86":

Mi sorge un dubbio, va bene definirle grandezze istantanee non necessariamente costanti però se la distanza tra il vagone e il centro della circonferenza è fissa, l'accelerazione centripeta dovrebbe essere costante quando a variare sono quella tangenziale e di conseguenza la velocità scalare.


Quello che riporta il tuo libro è corretto, non ho capito se hai dei dubbi specifici in proposito a quello. (Se sì quali?)
Riguardo a ciò che scrivi qui sopra invece è vero che il raggio della curva, quindi il raggio della traiettoria, è fisso in quel caso, ma non essendo costante la velocità tangenziale risulta non costante l'accelerazione centripeta che è legata alla velocità tangenziale.
Era questo il dubbio?

Paolo861
si, era questo quindil'ac varia proprio perchè legata all'accelerazione tangenziale così come
la grandezza derivata ovvero la velocità scalare.

Fai bene a osservare quanto io divaghi, è un brutto vizio ma rappresenta il modo di dare quanto
più dettagli possibili sul problema e quindi sulla mia persona senza fa confondere nessuno.
Non sono chiaro nei discorsi e inserisco quanto più dettagli possibili, osservazioni e intuizioni


Mi sono risposto da solo, ma ti ringrazio infinitamente vorrei essere sicuro e padrone della materia
come gli esperti, ma soprattutto essere più sicuro di me.
Non è l'ac a variare direttamente come ad esempio un veicolo che per sola energia cinetica (spero di usare la grnadezza giusta)
percorre una curva a 100 km/h sin dal suo ingesso in curva e subisce la sola ac se dal propulsore non viene fornita
potenza da trasmettere alle ruote quindi con at pari a 0.

Es:

considerato un raggio di curvatura fisso

V = ac + at

V = 10 + 15
V = 10+ 55
V = 10 + 105


L'ac in tutti e tre i casi è diventata 10;10;10

come mai?

gio73
"Paolo86":
noto molti allievi in classe che
giunta la lezione di fisica trovano un motivo per assentarsi o disturbare la lezione quando è la materia
principale, io ne sto scoprendo veramente l'importanza e l'entusiasmo quando la si capisce che rapportata
alla mia passione da una certa soddisfazione. Il professore si trova a cercare di spiegare argomenti non facilissimi
che deve adattare alla testa di ognuno e loro come me dovrebbero essere li per interesse e se deve essere il professore a ricavarlo in loro stiamo messi bene.


Ti riferisci a episodi che si verificano a scuola o all'università?

Paolo861
primo e secondo anno delle superiori poi fisica niente più nel triennio successivo.
Vedi gio? Se non avessi indicato questo dettaglio non sarebbe nata la vostra curiosità.

Per rispondere alla tua domanda, si tratta di un corso di formazione professionale
e questa è fisica elementare come.

Paolo861
Nessuno?

Faussone
Prima pensavo di aver risposto al dubbio, ma mi hai ringraziato dicendo che però ti sei risposto da solo... ora mi spiace, ma di nuovo non ho capito quello che chiedi.
Potresti riformularlo cercando di essere più chiaro?

Paolo861
"Faussone":
Prima pensavo di aver risposto al dubbio, ma mi hai ringraziato dicendo che però ti sei risposto da solo... ora mi spiace, ma di nuovo non ho capito quello che chiedi.
Potresti riformularlo cercando di essere più chiaro?


Sappiamo che il raggio ovvero la distanza del vagone con il centro della ruota nel caso di quella giostra
è fisso, di conseguenza l'accelerazione centripeta dovrebbe essere costante.
La grandezza istantanea è l'accelerazione tangenziale che addizionata all'accelerazione centripeta fa si che
aumenti anche la velocità scalare perchè grandezza derivata.

Lo dici qui:

"ma non essendo costante la velocità tangenziale risulta non costante l'accelerazione centripeta che è legata alla velocità tangenziale"

Si può dimostrare praticamente attraverso l'equazione che lega le grandezze stesse?

Faussone
Mi spiace, continuo a non capire cosa ci sia da dimostrare.

Hai un corpo di massa $m$ che percorre una traiettoria circolare a raggio $R$ costante. Se la velocità tangenziale $v_t$ è costante allora la forza centripeta che deve essere applicata al corpo per mantenerlo su quella traiettoria circolare è costante ed è pari a $m v_t^2/R$.

Se la velocità tangenziale non è costante, per esempio a causa di una accelerazione tangenziale constante $a_t$ allora $v_t=a_t t + v_{0}$ (con $t$ tempo e $v_{0}$ velocità tangenziale all'istante iniziale), la forza centripeta dovrà essere ancora pari a $m v_t^2/R$,ma non essendo $v_t$ più costante anche la forza centripeta non sarà più costante.

Non so se ho risposto esattamente al tuo dubbio perché non ho capito il dubbio, spero aver detto questo abbia a che fare con quello che cercavi.

Paolo861
"La presenza della forza tangenziale fa si che il moto circolare non sia uniforme
in alcuni punti diversi della traiettoria la velocità scalare v è differente.
Affinchè la traiettoria mantenga invariato il suo raggio di curvatura (?)r, è necessario
che anche l'intensità della forza centripeta cambi da un punto all'altro, in modo che, ovunque, sia soddisfatta
la formula 12 (quella che vi ho descritto in precedenza).
Nel moto circolare la (12) deve essere dunque considerata una relazione fra grandezze istantanee, non necessariamente costanti."

L'affermazione in gassetto non mi è chiara. Se il raggio di curvatura è costante ovvero il vagone gira sulla ruota
sempre alla stessa distanza dal centro, se v e at continuano a variare per quale motivo cambia anche il valore della velocità dell'accelerazione centripeta che è costante?

Faussone
"Paolo86":
"

L'affermazione in gassetto non mi è chiara. Se il raggio di curvatura è costante ovvero il vagone gira sulla ruota
sempre alla stessa distanza dal centro, se v e at continuano a variare per quale motivo cambia anche il valore della velocità dell'accelerazione centripeta che è costante?


...ma scusami hai detto tu stesso che la velocità tangenziale $v$ varia, ora se la velocità tangenziale varia e il raggio di curvatura si mantiene costante, l'accelerazione centripeta, pari a $v^2/R$ (con $v$ coincidente con la velocità tangenziale!), non può essere costante! Per far variare la velocità tangenziale, mantenendo costante l'accelerazione centripeta deve per forza variare il raggio della curva.

Paolo861
Tranquillo, sono io che devo capire altrimenti non scriverei qui.

Per intuizione dico che la velocità tangenziale varia perchè il vagone si muove di moto rettilineo uniforme visto che aumenta di velocità e di conseguenza l'ac non dovrebbe essere nemmeno tanto elevata o quantomeno aumentareproprozionalmente con la velocità scalare v.

Detto questo dalla formula che dici il risultato mi è chiaro, volendo rapportare il ragionamento a questa formula:

am = ac + at

Faussone
"Paolo86":

Per intuizione dico che la velocità tangenziale varia perchè il vagone si muove di moto rettilineo uniforme visto che aumenta di velocità e di conseguenza l'ac non dovrebbe essere nemmeno tanto elevata o quantomeno aumentareproprozionalmente con la velocità scalare v.


Come di moto rettilineo uniforme? Ma non avevamo assunto che percorreva una curva a raggio costante? :?
Se il moto è rettilineo il raggio della curva è infinito e $a_c$ è nullo sempre, qualunque sia la velocità tangenziale.

Paolo861
"Faussone":
[quote="Paolo86"]
Per intuizione dico che la velocità tangenziale varia perchè il vagone si muove di moto rettilineo uniforme visto che aumenta di velocità e di conseguenza l'ac non dovrebbe essere nemmeno tanto elevata o quantomeno aumentareproprozionalmente con la velocità scalare v.


Come di moto rettilineo uniforme? Ma non avevamo assunto che percorreva una curva a raggio costante? :?
Se il moto è rettilineo il raggio della curva è infinito e $a_c$ è nullo sempre, qualunque sia la velocità tangenziale.[/quote]

Per quanto ho capito io, nel moto circolare uniforme un punto materiale qualsiasi che si trova a percorrere
una curva subisce un'accelerazione dal centro della circonferenza fino all'esterno e nel caso in cui lo stesso
punto materiale produce accelerazione allora abbiamo che l'accelerazione media dello stesso punto materiale
è data dalla somma dell'accelerazione centripeta e dell'accelerazione centripeta. Esatto?

Ritornando all'esempio del vagone, se questo lungo la traiettoria aumenta di velocità non significa che aumenta
l'accelerazione tangenziale? Non mi spiego perchè aumenta l'accelerazione centripeta, a questo punto è per effetto dell'accelerazione tangenziale che aumenta anche l'accelerazione centripeta.

Mi potresti fare un esempio numerico con il cambiamento delle velocità?

Faussone
"Paolo86":

Per quanto ho capito io, nel moto circolare uniforme un punto materiale qualsiasi che si trova a percorrere
una curva subisce un'accelerazione dal centro della circonferenza fino all'esterno e nel caso in cui lo stesso
punto materiale produce accelerazione allora abbiamo che l'accelerazione media dello stesso punto materiale
è data dalla somma dell'accelerazione centripeta e dell'accelerazione centripeta. Esatto?


Premesso che ho capito poco di quello che scrivi qui, il poco che ho capito non è corretto.
Ricomincerei da capo. TI consiglio di riflettere sui seguenti punti che credo non hai del tutto chiari.

* Un punto in movimento subisce un'accelerazione se la sua velocità varia. L'accelerazione è infatti la variazione di velocità rispetto al tempo, la derivata della velocità rispetto al tempo in termini più precisi.

* Non va dimenticato però che la velocità è un vettore quindi anche se la velocità è costante in modulo, ma non in direzione, l'accelerazione, che è anche essa un vettore, non è nulla.

*Il vettore accelerazione per comodità può essere scomposto in due componenti, una diretta in direzione della velocità (cioè lungo la traiettoria percorsa) e una ortogonale a questa, diretta verso la parte concava della traiettoria. Queste due componenti sono chiamate rispettivamente accelerazione tangenziale e centripeta, l'accelerazione totale in modulo è pari ovviamente alla radice della somma dei quadrati di queste componenti.

* Si può dimostrare che la componente tangenziale dell'accelerazione in un punto è pari alla derivata del modulo della velocità rispetto al tempo in quel punto (o più intuitivamente alla variazione del modulo della velocità rispetto al tempo), mentre l'accelerazione centripeta è sempre diretta verso il centro del cerchio che approssima la traiettoria nel punto considerato (cerchio osculatore) ed è pari al quadrato della velocità tangenziale nel punto diviso il raggio del cerchio suddetto.
Per il motivo che è diretta verso il centro del cerchio tale accelerazione è detta appunto centripeta.

* Nel caso di moto circolare uniforme per definizione l'accelerazione tangenziale è nulla quindi l'unica accelerazione presente è quella centripeta (diretta verso il centro del cerchio quindi).

*Se il punto descrive una circonferenza ma l'accelerazione tangenziale non è nulla ma, per esempio, positiva, allora l'accelerazione centripeta non è più costante ma aumenta anch'essa, così come l'accelerazione totale.

Paolo861
sei stato molto più chiaro e soprattutto non mi sembrava di non aver capito, avevo confusione questo si.

Mi soffermo qui:

* Nel caso di moto circolare uniforme per definizione l'accelerazione tangenziale è nulla quindi l'unica accelerazione presente è quella centripeta (diretta verso il centro del cerchio quindi).

E' sicuro? Una moto che percorre una curva e nel percorrere la curva accelera produce un'accelerazione tangente alla traiettoria che addizionata all'immancabile accelerazione centripeta determina l'accelerazione del Veicolo.

*Se il punto descrive una circonferenza ma l'accelerazione tangenziale non è nulla ma, per esempio, positiva, allora l'accelerazione centripeta non è più costante ma aumenta anch'essa, così come l'accelerazione totale.

Mi piacerebbe un esempio pratico di questo, ma forse non ne hai voglia in ogni caso grazie.

Faussone
"Paolo86":


E' sicuro? Una moto che percorre una curva e nel percorrere la curva accelera produce un'accelerazione tangente alla traiettoria che addizionata all'immancabile accelerazione centripeta determina l'accelerazione del Veicolo.

Appurato che la moto accelera, quindi che la sua accelerazione tangenziale è maggiore di zero, e che quindi non si tratta di moto circolare uniforme (per circolare uniforme si intende per definizione un moto su traiettoria circolare a velocità tangenziale costante), è corretto quello che hai scritto qui sopra. Infatti hai scritto proprio quello che ho scritto io nel punto successivo.

"Paolo86":

*Se il punto descrive una circonferenza ma l'accelerazione tangenziale non è nulla ma, per esempio, positiva, allora l'accelerazione centripeta non è più costante ma aumenta anch'essa, così come l'accelerazione totale.

Mi piacerebbe un esempio pratico di questo, ma forse non ne hai voglia in ogni caso grazie.


Non capisco che esempio pratico desideri, lo abbiamo fatto già: una moto che percorre una curva circolare a raggio costante accelerando.

Ti piacciono i numeri?

Supponiamo che l'accelerazione tangenziale della moto sia di $a_t=1 m/s^2$, che il raggio della curva sia di $R=30 m$ e che la velocità della moto all'inizio della curva sia di $v_0=18 m/s$

L'accelerazione centripeta vale allora $a_c=(v_0 + a_t * t)^2/R = (18 + t)^2/30$ che come vedi è crescente col tempo.
L'accelerazione totale in modulo vale $sqrt(a_t^2+a_c^2)$.

Paolo861


E' sicuro? Una moto che percorre una curva e nel percorrere la curva accelera produce un'accelerazione tangente alla traiettoria che addizionata all'immancabile accelerazione centripeta determina l'accelerazione del Veicolo.

Appurato che la moto accelera, quindi che la sua accelerazione tangenziale è maggiore di zero, e che quindi non si tratta di moto circolare uniforme (per circolare uniforme si intende per definizione un moto su traiettoria circolare a velocità tangenziale costante), è corretto quello che hai scritto qui sopra. Infatti hai scritto proprio quello che ho scritto io nel punto successivo.


Forse mi sono perso qualcosa perchè non mi è chiaro cosa stai dicendo.. perchè se percorri una curva in bicicletta, accelerando e contemporaneamente azioni il manubrio(ovviamente non grande enfasi per evitare perdite di equilibrio e nel peggiore dei casi cadere) tu stai andando dritto? Non so se i concetti siano poco chiari a me o a te :D e non vorrei confondermi ulteriormente. Stai semplicemente "toccanto" la traiettoria circolare ovvero sei tangente alla circonferenza o tratto di un'ipotetica circonferenza che sia.
Grazie per l'esempio numerico, la matematica mi piace quando la capisco e quando mi trovo con i risultati.

Mi sa che sto facendo molta confusione io perchè ricordo che quando si accelera in curva la centripeta si azzera e si procede di MRU. Immaginando il moto di un punto materiale in curva con accelerazione tangenziale variabile, non riesco a pensare che un Veicolo no nsia sottoposto anche ad un'accelerazione centripeta.

Faussone
"Paolo86":

Forse mi sono perso qualcosa perchè non mi è chiaro cosa stai dicendo.. perchè se percorri una curva in bicicletta, accelerando e contemporaneamente azioni il manubrio(ovviamente non grande enfasi per evitare perdite di equilibrio e nel peggiore dei casi cadere) tu stai andando dritto? Non so se i concetti siano poco chiari a me o a te :D e non vorrei confondermi ulteriormente.


Caro Paolo,
di sicuro sei già abbastanza confuso,non credo tu possa confonderti più di così. :-D E sta' tranquillo che questi concetti li ho abbastanza chiari altrimenti non mi permetterei di risponderti.

Tu dovresti cercare almeno di esprimerti chiaramente (in italiano intendo): non sono riuscito dopo tutti questi messaggi ancora a capire quale è la tua domanda e quali sono le tue convinzioni (temo errate).
Ogni volta che rispondi dici una cosa o diversa da prima o che non riesco a decifrare.
Io ti ho detto e ripetuto dall'inizo poche cose, ti prego per prima cosa di rivedere le risposte che già ti ho dato e di rifletterci ancora.

Provo ad aggiungere qualcos'altro, poi rinuncio se non ho input comprensibili da parte tua.

Non ho capito perché dici che io ho sostenuto che se percorri una curva stai andando dritto, non l'ho mai detto, anzi.
Ho detto che la curva (supponiamo circolare) la puoi percorrere o a velocità tangenziale costante, in questo caso si parla di moto circolare uniforme o, come credo intendi tu (ma a questo punto non sono più sicuro di quello che intendi tu), con velocità tangenziale crescente, in quel caso il moto circolare si dice accelerato.
Nel primo caso l'accelerazione è solo centripeta ed è costante, nel secondo l'accelerazione centripeta è crescente, ed è presente anche un'accelerazione tangenziale.

"Paolo86":

Mi sa che sto facendo molta confusione io perchè ricordo che quando si accelera in curva la centripeta si azzera e si procede di MRU.

Quando si accelera in curva, se si continua a percorrere la curva senza sbandare, l'accelerazione centripeta non si azzera, ma aumenta.
Forse il caso che intendi tu è diverso: cioè si accelera, ma non si continua a percorrere la curva (si parte cioè per la tangente per capirsi) perché le ruote perdono aderenza col terreno.
Questo è anche quello che accade ad un sasso legato ad una corda e posto in rotazione: quando la corda improvvisamente si spezza, il sasso parte per la tangente e procede di moto rettilineo uniforme (è il funzionamento delle antiche fionde in pratica, come quella che ha permesso a Davide di abbattere il gigante Golia).
Intendevi questo?

"Paolo86":

Immaginando il moto di un punto materiale in curva con accelerazione tangenziale variabile, non riesco a pensare che un Veicolo no nsia sottoposto anche ad un'accelerazione centripeta.

:shock: O mamma... ma se ti ho detto 1000 volte che l'accelerazione centripeta è crescente se l'accelerazione tangenziale è maggiore di zero!

:smt102 mi sa che mi devo arrendere con te.
...spero rileggerai i precedenti messaggi e riuscirai a chiariti le idee, o almeno a chiarirti e chiarirmi cosa non ti è chiaro.

Paolo861
Appurato che la moto accelera, quindi che la sua accelerazione tangenziale è maggiore di zero, e che quindi non si tratta di moto circolare uniforme (per circolare uniforme si intende per definizione un moto su traiettoria circolare a velocità tangenziale costante), è corretto quello che hai scritto qui sopra. Infatti hai scritto proprio quello che ho scritto io nel punto successivo.



Risolti i dubbi precedenti, non capisco l atua affermazione in grassetto.

Faussone
"Paolo86":
Appurato che la moto accelera, quindi che la sua accelerazione tangenziale è maggiore di zero, e che quindi non si tratta di moto circolare uniforme (per circolare uniforme si intende per definizione un moto su traiettoria circolare a velocità tangenziale costante), è corretto quello che hai scritto qui sopra. Infatti hai scritto proprio quello che ho scritto io nel punto successivo.



Risolti i dubbi precedenti, non capisco l atua affermazione in grassetto.



Se la moto accelera aumenta la velocità tangenziale, (questo si intende nel parlare comune), se la velocità tangenziale aumenta si tratta di un moto circolare accelerato, non di un moto circolare uniforme per il quale la velocità tangenziale è costante ed è presente solo l'accelerazione centripeta, anch'essa costante (in modulo).

Sono contento che hai risolto come dici gli altri dubbi, anche se io non ho mai capito quali fossero i tuoi dubbi.

Rispondi
Per rispondere a questa discussione devi prima effettuare il login.