Spiegazione rotazione attorno a un cestello (centrifuga)
Scusate io non ho capito la spiegazione della rotazione di un corpo che sta "attaccato" ad una superficie che ruota, ad es. un panno nel cestello della lavatrice, senza fare uso della dinamica relativa e delle forze apparenti, come quella centrifuga.
Questo è come la concepisce il mio eserciziario:
Trascurando la forza peso, in un sistema inerziale una massa si muove di moto rettilineo uniforme. Quindi il panno, muovendosi di moto rettilineo uniforme, va a sbattere a un certo punto contro la parete della centrifuga. La parete della centrifuga si oppone all'attraversamento del panno della parete stessa, imponendogli una reazione vincolare ( ci aggiungo io di direzione contraria alla velocità del panno)
fino a qui ci sono. Ora iniziano i problemi.
La parete vincola il panno a seguire un moto circolare. La forza necessaria a mantenere questo moto è la reazione vincolare che ha la funzione di forza centripeta.
Ma dopo che il panno va a sbattere contro la parete, la parete esercita una forza, con un certo impulso, tale da annullare la velocità del panno in quella direzione. Quindi tale forza ha un impulso pari alla quantità di moto iniziale del panno, perchè quella finale è nulla.
Ora se il panno sta fermo, come fa la parete a continuare ad esercitarci una reazione vincolare? Cioè supponiamo di essere in totale assenza di gravità. Io lancio una pallina contro un muro, la pallina non ha alcuna forza che gli viene applicata dopo che esce dalla mia mano e si muove di moto rettilineo uniforme. Sbatte contro un muro, a questo punto che succede? O ritorna indietro, o in caso di urto anelastico ci resta attaccata ma così per com'è, perchè ha esaurito la forza che gli ho impresso inizialmente. Non è che la parete continua ad applicarci una reazione vincolare, visto che la pallina non spinge più per cercare di attraversarla. Cioè ci spinge inizialmente, ma poi dopo un istante iniziale la pallina non cerca più di attraversare la parte, perché ha velocità nulla, quindi non c'è la reazione vincolare del muro
No?
Questo è come la concepisce il mio eserciziario:
Trascurando la forza peso, in un sistema inerziale una massa si muove di moto rettilineo uniforme. Quindi il panno, muovendosi di moto rettilineo uniforme, va a sbattere a un certo punto contro la parete della centrifuga. La parete della centrifuga si oppone all'attraversamento del panno della parete stessa, imponendogli una reazione vincolare ( ci aggiungo io di direzione contraria alla velocità del panno)
fino a qui ci sono. Ora iniziano i problemi.
La parete vincola il panno a seguire un moto circolare. La forza necessaria a mantenere questo moto è la reazione vincolare che ha la funzione di forza centripeta.
Ma dopo che il panno va a sbattere contro la parete, la parete esercita una forza, con un certo impulso, tale da annullare la velocità del panno in quella direzione. Quindi tale forza ha un impulso pari alla quantità di moto iniziale del panno, perchè quella finale è nulla.
Ora se il panno sta fermo, come fa la parete a continuare ad esercitarci una reazione vincolare? Cioè supponiamo di essere in totale assenza di gravità. Io lancio una pallina contro un muro, la pallina non ha alcuna forza che gli viene applicata dopo che esce dalla mia mano e si muove di moto rettilineo uniforme. Sbatte contro un muro, a questo punto che succede? O ritorna indietro, o in caso di urto anelastico ci resta attaccata ma così per com'è, perchè ha esaurito la forza che gli ho impresso inizialmente. Non è che la parete continua ad applicarci una reazione vincolare, visto che la pallina non spinge più per cercare di attraversarla. Cioè ci spinge inizialmente, ma poi dopo un istante iniziale la pallina non cerca più di attraversare la parte, perché ha velocità nulla, quindi non c'è la reazione vincolare del muro
No?
Risposte
Il panno all'inizio aderisce almeno in parte al cestello per cui sarà trascinato sempre in direzione tangenziale e alla fine andrà a impattare, a causa della sua inerzia sulla periferia del cestello fino ad aderirvi, sempre per inerzia e quindi per la tendenza a fuggire in direzione tangenziale; l'acqua contenuta nel panno tende a fuggire anch'essa in direzionale tangenziale, ancora per inerzia, quindi attraverso i fori del cestello fuoriesce e viene allontanata, l'effetto alla fine è quello di "strizzare" il panno.
In questa descrizione non interviene la forza centrifuga: stiamo sempre ragionando come osservatori esterni inerziali.
In questa descrizione non interviene la forza centrifuga: stiamo sempre ragionando come osservatori esterni inerziali.
"Faussone":
Il panno all'inizio aderisce almeno in parte al cestello per cui sarà trascinato sempre in direzione tangenziale e alla fine andrà a impattare, a causa della sua inerzia sulla periferia del cestello fino ad aderirvi, sempre per inerzia e quindi per la tendenza a fuggire in direzione tangenziale; l'acqua contenuta nel panno tende a fuggire anch'essa in direzionale tangenziale, ancora per inerzia, quindi attraverso i fori del cestello fuoriesce e viene allontanata, l'effetto alla fine è quello di "strizzare" il panno.
In questa descrizione non interviene la forza centrifuga: stiamo sempre ragionando come osservatori esterni inerziali.
Ti ringrazio, ma continuo a non capire una cosa. La forza centripeta che tiene il panno in rotazione attorno al centro del cestello è la reazione vincolare del cestello, giusto? Ora se non c'è forza centrifuga, il panno non "spinge", non preme contro il cestello. Perchè il cestello esercita comunque una reazione vincolare sul panno? Qual'è la forza che il panno esercita sul cestello, per il terzo principio?
Esaurita la fase d'urto, il cestello esercita sul panno una forza centripeta (che significa verso il centro e quindi non che ha una particolare natura, dato che è una normale forza di contatto) perché deve costringere il panno a seguire un moto circolare uniforme che non è un moto d'inerzia.
La reazione di terzo principio a tale forza è quella che il panno esercita sul cestello ed è sempre una forza di contatto.
La reazione di terzo principio a tale forza è quella che il panno esercita sul cestello ed è sempre una forza di contatto.
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