Sistemi inerziali e sulla forze apparenti
Salve a tutti,
sono stato riammesso da percchio tempo qui al forum ma scrivo solo adesso
spero che con queste domande non venga giudicato male
allora supponiamo di trovarci su un tram che percorre la strada con moto rettilineo uniforme, poi improvvisamente gira a sinistra e noi ci sentiamo spostati verso destra
perchè un osservatore esterno dice che io continuo a muovermi secondo il moto rettilineo uniforme, non riesce a vedere che mi sono spostato verso destra e perchè la forza centrifuga che tende a mandarmi all'esterno non viene considerata una forza(alcuni mi dicono perchè non è una forza gravitazionale, elettromagnetica o nucleare),ma io di tutto questo proprio non riesco a convicermene
Grazie
sono stato riammesso da percchio tempo qui al forum ma scrivo solo adesso
spero che con queste domande non venga giudicato male
allora supponiamo di trovarci su un tram che percorre la strada con moto rettilineo uniforme, poi improvvisamente gira a sinistra e noi ci sentiamo spostati verso destra
perchè un osservatore esterno dice che io continuo a muovermi secondo il moto rettilineo uniforme, non riesce a vedere che mi sono spostato verso destra e perchè la forza centrifuga che tende a mandarmi all'esterno non viene considerata una forza(alcuni mi dicono perchè non è una forza gravitazionale, elettromagnetica o nucleare),ma io di tutto questo proprio non riesco a convicermene
Grazie
Risposte
Ciao.
Una forza è un' interazione di un sistema fisico con l'ambiente circostante e/o con altri sistemi fisici.
Tutte le forze che noi osserviamo in natura e nella nostra vita quotidiana sono manifestazioni macroscopiche di sole quattro forze fondamentali:
gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole.
Quando, ad esempio, tiro un calcio ad un pallone, questo si muove a causa della repulsione elettromagnetica fra i suoi atomi e quelli del piede; i muscoli della gamba, a loro volta, si contraggono per effetto di complicate reazioni chimiche alla cui base ci sono però anche qui puri fenomeni elettromagnetici.
Gli esempi possibili sono infiniti, ma hanno tutti qualcosa in comune: la manifestazione di una delle quattro forze fondamentali.
Il primo principio della dimanica afferma che un corpo non soggetto a forze nette non nulle permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo ed uniforme; questo principio, chiamato anche principio d'inerzia, vale solo in sistemi di riferimento detti "inerziali": si possono considerare tali quelli in quiete o in moto rettilineo ed uniforme rispetto alla terra, la quale a sua volta è con ottima approssimazione un sistema inerziale.
Un sistema non inerziale è tale se ha un'accelerazione rispetto ad un sistema inerziale.
Il tram che si muove di moto rettilineo ed uniforme è un sistema inerziale perchè il suo moto è riferito alla terra, sistema inerziale. In questa situazione vale il principio d'inerzia: i passeggeri, in quiete nel tram, rimangono ancora in quiete perchè non soggetti ad alcuna forza (quella di gravità è compensata dalla reazione vincolare del seggiolino). Rispetto alla terra, i passeggeri si muovono invece di moto rettilineo ed uniforme.
Nel momento in cui il tram fa una curva, il sistema diventa non inerziale perchè acquista un'accelerazione (centripeta in questo caso) rispetto alla terra.
I passeggeri, per il principio d'inerzia, perseverano nel loro moto rispetto alla terra, quindi tendono a proseguire dritti sulla traiettoria iniziale e con la velocità che possedevano in precedenza. Ciò si vede da terra, ma non sul tram: qui sembra che una qualche "forza" tenda a spingere i passeggeri verso l'esterno.
In realtà, per semplificare un pò, possiamo dire chè è il tram che tende a levarsi da sotto i nostri piedi, non noi a essere spinti verso l'esterno.
Per riprendere il discorso iniziale, possiamo notare che nessuan forza fondamentale, e quindi nessuna forza, agisce sui passeggeri in questa situazione: ecco perchè la "forza centrifuga" è solo una forza apparente.
Mi dispiace ma non esiste un modo più semplice di questo per spiegare questi concetti.
Una forza è un' interazione di un sistema fisico con l'ambiente circostante e/o con altri sistemi fisici.
Tutte le forze che noi osserviamo in natura e nella nostra vita quotidiana sono manifestazioni macroscopiche di sole quattro forze fondamentali:
gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole.
Quando, ad esempio, tiro un calcio ad un pallone, questo si muove a causa della repulsione elettromagnetica fra i suoi atomi e quelli del piede; i muscoli della gamba, a loro volta, si contraggono per effetto di complicate reazioni chimiche alla cui base ci sono però anche qui puri fenomeni elettromagnetici.
Gli esempi possibili sono infiniti, ma hanno tutti qualcosa in comune: la manifestazione di una delle quattro forze fondamentali.
Il primo principio della dimanica afferma che un corpo non soggetto a forze nette non nulle permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo ed uniforme; questo principio, chiamato anche principio d'inerzia, vale solo in sistemi di riferimento detti "inerziali": si possono considerare tali quelli in quiete o in moto rettilineo ed uniforme rispetto alla terra, la quale a sua volta è con ottima approssimazione un sistema inerziale.
Un sistema non inerziale è tale se ha un'accelerazione rispetto ad un sistema inerziale.
Il tram che si muove di moto rettilineo ed uniforme è un sistema inerziale perchè il suo moto è riferito alla terra, sistema inerziale. In questa situazione vale il principio d'inerzia: i passeggeri, in quiete nel tram, rimangono ancora in quiete perchè non soggetti ad alcuna forza (quella di gravità è compensata dalla reazione vincolare del seggiolino). Rispetto alla terra, i passeggeri si muovono invece di moto rettilineo ed uniforme.
Nel momento in cui il tram fa una curva, il sistema diventa non inerziale perchè acquista un'accelerazione (centripeta in questo caso) rispetto alla terra.
I passeggeri, per il principio d'inerzia, perseverano nel loro moto rispetto alla terra, quindi tendono a proseguire dritti sulla traiettoria iniziale e con la velocità che possedevano in precedenza. Ciò si vede da terra, ma non sul tram: qui sembra che una qualche "forza" tenda a spingere i passeggeri verso l'esterno.
In realtà, per semplificare un pò, possiamo dire chè è il tram che tende a levarsi da sotto i nostri piedi, non noi a essere spinti verso l'esterno.
Per riprendere il discorso iniziale, possiamo notare che nessuan forza fondamentale, e quindi nessuna forza, agisce sui passeggeri in questa situazione: ecco perchè la "forza centrifuga" è solo una forza apparente.
Mi dispiace ma non esiste un modo più semplice di questo per spiegare questi concetti.
tutto questo mi era chiaro tranne una cosa, allora io sono il passeggero sul tram il tram gira, vediamo se ho capito,
ma io non giro, continuo ad andare in avanti (da fermo) e la gente fuori dal tram non vede proprio che io mi sono leggermente inclinato a destra, cioè è mai possibile che la persona fuori dal vetro non veda che io sono un pò inclinato
Mi sembra giusto il fatto che è il tram a girare non iocioè a quanto ho capito io rimango fermo non è che mi sposto a sinistra con i piedi(questo significa che permango nel mio stato di moto rettilineo uniforme), ma anche durante la curva allora il moto è rettilineo uniforme?
ma io non giro, continuo ad andare in avanti (da fermo) e la gente fuori dal tram non vede proprio che io mi sono leggermente inclinato a destra, cioè è mai possibile che la persona fuori dal vetro non veda che io sono un pò inclinato
Mi sembra giusto il fatto che è il tram a girare non iocioè a quanto ho capito io rimango fermo non è che mi sposto a sinistra con i piedi(questo significa che permango nel mio stato di moto rettilineo uniforme), ma anche durante la curva allora il moto è rettilineo uniforme?
Ovviamente, a meno che tu non esca da un finestrino, il tuo moto non sarà rettilineo ed uniforme, ma coinciderà con quello del tram, cioè sarà curvilineo
Il passeggero semplicemente "tenderebbe" a proseguire diritto, ma non lo fa a causa delle forze e dei vincoli esercitati dal seggiolino che agiscono come forza centripeta e gli consentono di seguire il tram nel suo moto.
Supponiamo che un osservatore esterno osservi un passeggero sul tram, e che il tram faccia una curva brusca ed improvvisa.
Nei primi istanti l'osservatore vede il passeggero proseguire nel suo moto uniforme; quest'ultimo, magari per non cadere, si aggrappa ad una maniglia.
L'ossevatore a quel punto affermerebbe che sul passeggero agisce una forza centripeta, e non centrifuga (fornita dalla maniglia), che gli consente di curvare insieme al tram.
Come vedi in un sistema inerziale (osservatore a terra) tutto si spiega senza l'ausilio di forze apparenti.
Nel sistema non inerziale del tram il passeggero è fermo: ciò vuol dire che il vincolo esercitato dalla maniglia è uguale ed opposto alla forza apparente centrifuga, che non esiste ma che va considerata vista la non-inerzialità del sistema.
Puoi vedere la cosa in questo modo: quando un corpo, in un sistema non inerziale, è spinto verso l'esterno, non agisce una forza centrifuga, ma semplicemente cessa di agire una forza centripeta, che invece è reale.
Il passeggero semplicemente "tenderebbe" a proseguire diritto, ma non lo fa a causa delle forze e dei vincoli esercitati dal seggiolino che agiscono come forza centripeta e gli consentono di seguire il tram nel suo moto.
Supponiamo che un osservatore esterno osservi un passeggero sul tram, e che il tram faccia una curva brusca ed improvvisa.
Nei primi istanti l'osservatore vede il passeggero proseguire nel suo moto uniforme; quest'ultimo, magari per non cadere, si aggrappa ad una maniglia.
L'ossevatore a quel punto affermerebbe che sul passeggero agisce una forza centripeta, e non centrifuga (fornita dalla maniglia), che gli consente di curvare insieme al tram.
Come vedi in un sistema inerziale (osservatore a terra) tutto si spiega senza l'ausilio di forze apparenti.
Nel sistema non inerziale del tram il passeggero è fermo: ciò vuol dire che il vincolo esercitato dalla maniglia è uguale ed opposto alla forza apparente centrifuga, che non esiste ma che va considerata vista la non-inerzialità del sistema.
Puoi vedere la cosa in questo modo: quando un corpo, in un sistema non inerziale, è spinto verso l'esterno, non agisce una forza centrifuga, ma semplicemente cessa di agire una forza centripeta, che invece è reale.
ok chiarissimo adesso ho capito cosa intendono i libri quando dicono l'osservatore esterno dice che il passeggero si muove di moto rettilineo uniforme, eh certo per pochi istanti mica per tutta la curva,
quindi la forze centrifuga non è una vera e propria forza perchè non è gravitazionale, non è elettromagnetica, ne nucleare forte e debole, però quando io metto la mano sulla maniglia lì poi c'è una forza in tutto e per tutto giusto?
quindi la forze centrifuga non è una vera e propria forza perchè non è gravitazionale, non è elettromagnetica, ne nucleare forte e debole, però quando io metto la mano sulla maniglia lì poi c'è una forza in tutto e per tutto giusto?
Certo: la maniglia esercita una reazione vincolare che agisce come forza centripeta
prova a dare un'occhiata questo verso i minuti finali http://www.youtube.com/watch?v=MGZMT-QO ... re=related
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