Urto.
Ciao,
Consideriamo due masse $m_1,m_2$. La prima, sulla quale è montato un chiodo, si muove con velocità costante (trascuriamo l'attrito) verso la seconda (ferma). Dopo l'urto il chiodo si è conficcato e le due masse si muovo con la stessa velocità $v_f$.
Ho due domande teoriche:
1) Se la quantità di moto si conserva, significa che la sommatoria delle forze esterne al sistema $m_1+m_2$ è nulla, allora l'attrito tra il chiodo e la seconda massa viene considerata una forza interna, ma non riesco a capire come si presenta come coppia azione-reazione.
2) È giusto dire che non si conserva l'energia meccanica totale perché è presente l'attrito tra il chiodo e la seconda massa, che è una forza non conservativa?
Grazie.
Consideriamo due masse $m_1,m_2$. La prima, sulla quale è montato un chiodo, si muove con velocità costante (trascuriamo l'attrito) verso la seconda (ferma). Dopo l'urto il chiodo si è conficcato e le due masse si muovo con la stessa velocità $v_f$.
Ho due domande teoriche:
1) Se la quantità di moto si conserva, significa che la sommatoria delle forze esterne al sistema $m_1+m_2$ è nulla, allora l'attrito tra il chiodo e la seconda massa viene considerata una forza interna, ma non riesco a capire come si presenta come coppia azione-reazione.
2) È giusto dire che non si conserva l'energia meccanica totale perché è presente l'attrito tra il chiodo e la seconda massa, che è una forza non conservativa?
Grazie.
Risposte
Giuste entrambe.
La azione-reazione c'e: il chiodo sfrega sulla massa 2 e la massa sfrega sul chiodo.
La azione-reazione c'e: il chiodo sfrega sulla massa 2 e la massa sfrega sul chiodo.
"professorkappa":
Giuste entrambe.
La azione-reazione c'e: il chiodo sfrega sulla massa 2 e la massa sfrega sul chiodo.
Ho capito, grazie mille.
Invece nel caso di una mazza che colpisce una palla da golf perché l'urto è anelastico? È vero che la palla si deforma ma qual'è la forza non conservativa in questione?
Non sono molto d'accordo
No, l'energia meccanica non si conserva perché è stata dissipata durante l'urto e il successivo accorpamento dei due corpi, l'attrito non c'entra niente (il testo non fa riferimento ad attrito di nessun genere), inoltre l'attrito è una forza non impulsiva, quindi durante l'urto non compie lavoro e quindi non può dissipare energia.
Anche qui, non c'entra niente l'attrito, che ci sia o meno il chiodo, o qualsiasi altro arnese, nel contatto i corpi si scambiano forze azione-reazione (per definizione le forze di contatto sono azione-reazione, è ciò che le distingue dalle forze fittizzie), mentre non è vero che le forze esterne devono essere nulle durante l'urto, è sufficiente che non siamo impulsive.
Non esistono urti elastici o anelastici a priori, lo decide chi scrive il testo come è l'urto...quando due corpi rimangono attaccati dopo l'urto, l'urto in quel caso è sicuramente anelastico perché parte dell'energia viene spesa per farli rimanere attaccati (li priviamo di un grado di libertà), negli altri casi invece dipende fino a che punto l'urto si può considerare ideale o meno...nella realtà qualsiasi urto è anelastico perché i tempi dell'urto sono finiti e i corpi sono deformabili.
È giusto dire che non si conserva l'energia meccanica totale perché è presente l'attrito tra il chiodo e la seconda massa, che è una forza non conservativa?
No, l'energia meccanica non si conserva perché è stata dissipata durante l'urto e il successivo accorpamento dei due corpi, l'attrito non c'entra niente (il testo non fa riferimento ad attrito di nessun genere), inoltre l'attrito è una forza non impulsiva, quindi durante l'urto non compie lavoro e quindi non può dissipare energia.
Se la quantità di moto si conserva, significa che la sommatoria delle forze esterne al sistema m1+m2 è nulla, allora l'attrito tra il chiodo e la seconda massa viene considerata una forza interna, ma non riesco a capire come si presenta come coppia azione-reazione
Anche qui, non c'entra niente l'attrito, che ci sia o meno il chiodo, o qualsiasi altro arnese, nel contatto i corpi si scambiano forze azione-reazione (per definizione le forze di contatto sono azione-reazione, è ciò che le distingue dalle forze fittizzie), mentre non è vero che le forze esterne devono essere nulle durante l'urto, è sufficiente che non siamo impulsive.
Invece nel caso di una mazza che colpisce una palla da golf perché l'urto è anelastico? È vero che la palla si deforma ma qual'è la forza non conservativa in questione?
Non esistono urti elastici o anelastici a priori, lo decide chi scrive il testo come è l'urto...quando due corpi rimangono attaccati dopo l'urto, l'urto in quel caso è sicuramente anelastico perché parte dell'energia viene spesa per farli rimanere attaccati (li priviamo di un grado di libertà), negli altri casi invece dipende fino a che punto l'urto si può considerare ideale o meno...nella realtà qualsiasi urto è anelastico perché i tempi dell'urto sono finiti e i corpi sono deformabili.
"Vulplasir":
Non sono molto d'accordo
È giusto dire che non si conserva l'energia meccanica totale perché è presente l'attrito tra il chiodo e la seconda massa, che è una forza non conservativa?
No, l'energia meccanica non si conserva perché è stata dissipata durante l'urto e il successivo accorpamento dei due corpi, l'attrito non c'entra niente (il testo non fa riferimento ad attrito di nessun genere), inoltre l'attrito è una forza non impulsiva, quindi durante l'urto non compie lavoro e quindi non può dissipare energia.
Se la quantità di moto si conserva, significa che la sommatoria delle forze esterne al sistema m1+m2 è nulla, allora l'attrito tra il chiodo e la seconda massa viene considerata una forza interna, ma non riesco a capire come si presenta come coppia azione-reazione
Anche qui, non c'entra niente l'attrito, che ci sia o meno il chiodo, o qualsiasi altro arnese, nel contatto i corpi si scambiano forze azione-reazione (per definizione le forze di contatto sono azione-reazione, è ciò che le distingue dalle forze fittizzie)
Invece nel caso di una mazza che colpisce una palla da golf perché l'urto è anelastico? È vero che la palla si deforma ma qual'è la forza non conservativa in questione?
Non esistono urti elastici o anelastici a priori, lo decide chi scrive il testo come è l'urto...quando due corpi rimangono attaccati dopo l'urto, l'urto in quel caso è sicuramente anelastico perché parte dell'energia viene spesa per farli rimanere attaccati (li priviamo di un grado di libertà), negli altri casi invece dipende fino a che punto l'urto si può considerare ideale o meno...nella realtà qualsiasi urto è anelastico perché i tempi dell'urto sono finiti e i corpi sono deformabili.
Quindi il fatto che l'energia meccanica totale non si conservi non implica la presenza di una forza risultante non nulla non conservativa nel sistema?
L'attrito non dovrebbe dissipare energia cinetica, trasformandola in energia termica?
"Vulplasir":
Non sono molto d'accordo
È giusto dire che non si conserva l'energia meccanica totale perché è presente l'attrito tra il chiodo e la seconda massa, che è una forza non conservativa?
No, l'energia meccanica non si conserva perché è stata dissipata durante l'urto e il successivo accorpamento dei due corpi, l'attrito non c'entra niente (il testo non fa riferimento ad attrito di nessun genere), inoltre l'attrito è una forza non impulsiva, quindi durante l'urto non compie lavoro e quindi non può dissipare energia.
Se la quantità di moto si conserva, significa che la sommatoria delle forze esterne al sistema m1+m2 è nulla, allora l'attrito tra il chiodo e la seconda massa viene considerata una forza interna, ma non riesco a capire come si presenta come coppia azione-reazione
Anche qui, non c'entra niente l'attrito, che ci sia o meno il chiodo, o qualsiasi altro arnese, nel contatto i corpi si scambiano forze azione-reazione (per definizione le forze di contatto sono azione-reazione, è ciò che le distingue dalle forze fittizzie), mentre non è vero che le forze esterne devono essere nulle durante l'urto, è sufficiente che non siamo impulsive.
Invece nel caso di una mazza che colpisce una palla da golf perché l'urto è anelastico? È vero che la palla si deforma ma qual'è la forza non conservativa in questione?
Non esistono urti elastici o anelastici a priori, lo decide chi scrive il testo come è l'urto...quando due corpi rimangono attaccati dopo l'urto, l'urto in quel caso è sicuramente anelastico perché parte dell'energia viene spesa per farli rimanere attaccati (li priviamo di un grado di libertà), negli altri casi invece dipende fino a che punto l'urto si può considerare ideale o meno...nella realtà qualsiasi urto è anelastico perché i tempi dell'urto sono finiti e i corpi sono deformabili.
Per una volta, non mi trovi d'accordo:
Se c'e' un chiodo, c'e' una forza di attrito di penetrazione. L'energia meccanica non si conserva, per via dell'attrito che scalda il chiodo e il blocco, gia' durante la fase di penetrazione. La qdm si, perche questa forza, e', come dici tu, interna e di contatto e pertanto tanto agisce su una massa, tanto agisce sull'altra.
In generale, perche' si conservi la qdm il sistema deve essere isolato: non e' sufficiente che le forze non siano impulsive. SE le forze non sono impulsive, la qdm puo' essere considerata costante se la loro intensita' e' trascurabile rispetto a quella che si sviluppa nell'urto, cosa che quasi sempre accade in pratica, per via dell'intensita' della forza d'urto. Ma e' un'approssimazione, lecita quanto vuoi, ma pur sempre un'approssimazione: e' il caso di 2 sfere che si urtano lungo una direzione verticale, per esempio: la qdm non si conserva, perche la gravita', in quell'istante dt, accelera un corpo e decelera l'altro. Ma tale accelerazione e' trascurabile rispetto a quella causata dall'urto.
Attento, che ti e' scappata una zeta di troppo in fittizzie (so bene che e' un errore di stampa)
Forse abbiamo un concetto diverso di "forza d'attrito". A me non piace chiamare tutto quello che non fa conservare l'energia come "forza d'attrito", la forza d'attrito che si insegna nei corsi di fisica generale ha una ben precisa definizione...qui abbiamo a che fare con un urto totalmente anelastico, l'energia non si conserva perché è stata dissipata in qualche modo durante l'urto da quelle forze, o qualsiasi altra cosa, che hanno fatto si che i corpi restassero attaccati dopo l'urto...e non è detto che il responsabile dell'attaccamento dei corpi sia l'attrito...potrebbe essere qualsiasi altra cosa, tipo una colla...oppure una forza di attrazione magnetica tra i due corpi che urtano...il punto è che non ha importanza cosa effettivamente provoca l'attaccamento dei corpi, importa solo il risultato esterno (o almeno questo importa alla fisica di base)
"Vulplasir":
Forse abbiamo un concetto diverso di "forza d'attrito". A me non piace chiamare tutto quello che non fa conservare l'energia come "forza d'attrito", la forza d'attrito che si insegna nei corsi di fisica generale ha una ben precisa definizione...qui abbiamo a che fare con un urto totalmente anelastico, l'energia non si conserva perché è stata dissipata in qualche modo durante l'urto da quelle forze, o qualsiasi altra cosa, che hanno fatto si che i corpi restassero attaccati dopo l'urto...e non è detto che il responsabile dell'attaccamento dei corpi sia l'attrito...potrebbe essere qualsiasi altra cosa, tipo una colla...oppure una forza di attrazione magnetica tra i due corpi che urtano...il punto è che non ha importanza cosa effettivamente provoca l'attaccamento dei corpi, importa solo il risultato esterno (o almeno questo importa alla fisica di base)
Però se vale la conservazione dell'energia meccanica, e questa non si conserva, allora deve esistere una forza non conservativa per forza no?
"Vulplasir":
Forse abbiamo un concetto diverso di "forza d'attrito". A me non piace chiamare tutto quello che non fa conservare l'energia come "forza d'attrito", la forza d'attrito che si insegna nei corsi di fisica generale ha una ben precisa definizione...qui abbiamo a che fare con un urto totalmente anelastico, l'energia non si conserva perché è stata dissipata in qualche modo durante l'urto da quelle forze, o qualsiasi altra cosa, che hanno fatto si che i corpi restassero attaccati dopo l'urto...e non è detto che il responsabile dell'attaccamento dei corpi sia l'attrito...potrebbe essere qualsiasi altra cosa, tipo una colla...oppure una forza di attrazione magnetica tra i due corpi che urtano...il punto è che non ha importanza cosa effettivamente provoca l'attaccamento dei corpi, importa solo il risultato esterno (o almeno questo importa alla fisica di base)
La forza di attrito e' chiara e univoca anche per me, basata sui testi ufficiali, e non semplicmemente identificata dal fatto che fa perdere energia. E' una forza opposta al movimento relativo di 2 superfici e proporzionale alla forza normale che esse si scambiano.
Un chiodo e' soggetto a questa forza di attrito: a parte la forza sulla punta per rompere il materiale, una volta penetrato, la superficie laterale e' sottoposta ad attrito esattamente come lo intendi tu: pressione del materiale circostante il chiodo, moltiplicata per il coefficiente d'attrito. Prova a sfilare un chiodo da un blocco di legno (cosi eliminiamo anche la componente della forza di "rottura" del materiale da parte della punta), e se ti va bene, lo senti cigolare pure per via dell'attrito.
Il post originale parla di un chiodo e a questo io ho risposto: nella prima fase. dal momento in cui la punta tocca il blocco 2 al momento in cui le facce dei blocchi vengono a contatto, si perde energia energia meccanica a causa dell'attrito tra chiodo e legno, le forze scambiate dai 2 blocchi sono interne e la qdm si conserva.
Personalmente trovo che la definizione -Forza di attrito- sia proprio al limite dell'ammissibilità per un adeguato riconoscimento qualitativo. Nel momento in cui le forze ritenute "di attrito" producono un'accelerazione, sono certamente impulsive.
Generalmente la definizione dovrebbe intendere una particolare condizione del sistema di osservazione, cioè di quiete rispetto ai campi che generano quelle forze.
Invece per quanto concerne la penetrazione di un solido, implica lo snervamento del reticolo del materiale, cioè una deformazione permanente della struttura, prodotta quando le forze dell'urto superano in intensità le forze di coesione.
L'intensità va a determinare l'entità della deformazione plastica, da effetti che riguardano semplici cedimenti di coesione tra molecole, fino a quelli che riguardano mutazioni del composto (progressivamente verso grandezze di scala inferiore).
Generalmente la definizione dovrebbe intendere una particolare condizione del sistema di osservazione, cioè di quiete rispetto ai campi che generano quelle forze.
Invece per quanto concerne la penetrazione di un solido, implica lo snervamento del reticolo del materiale, cioè una deformazione permanente della struttura, prodotta quando le forze dell'urto superano in intensità le forze di coesione.
L'intensità va a determinare l'entità della deformazione plastica, da effetti che riguardano semplici cedimenti di coesione tra molecole, fino a quelli che riguardano mutazioni del composto (progressivamente verso grandezze di scala inferiore).
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