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Titolo: Risposta dall'astronave (x Omega)

[provo aprendo io nuovo 3D]
 
Il 06/01/2020 08:57, Omega ha scritto:
 > Circa la giostra di icf, permettimi di aggiungere un'ultima 
amichevole >osservazione: quando la catena si spezza, il seggiolino 
rimane soggetto >soltanto alla forza centri-fuga che aveva al momento 
della rottura >della catena. Allora il seggiolino, non essendo più 
trascinato in rotazione, si muove lungo la direttrice individuata al 
momento della rottura, cioè radiale. Solo che, mancando sul seggiolino 
il trascinamento in rotazione, allora il seggiolino stesso 'rimane 
indietro' rispetto alla rotazione, ossia appare muoversi tangenzialmente 
all'indietro rispetto alla rotazione. Ma è appunto apparenza: in realtà 
 >si muove di moto >rettilineo nella direzione che la forza centri-fuga 
 >aveva al momento del >dìstacco del seggiolino.(*)
 
Qui, caro Omega, siamo liberi da fastidiose polemiche collaterali. 
Allora riassumendo: che quando la catena si spezza, il *perche'* si 
spezza e' dovuto, su questo io non ho dubbi, per la forza centrifuga 
esercitata in direzione lineare e in senso contrario a quella centripeta 
generata in virtu' della *resistenza* della catena che costringe il 
seggiolino al moto circolare. Ma non ci sono neppure dubbi che la 
risultante al momento della rottura sia la tangente alla circonferenza 
lungo la quale il seggiolino vola con velocita' inerziale. Cio' e' 
possibile solo se al momento della frattura vien meno, si azzerano, 
tanto la forza centripeta quanto la centrifuga. Per la giostra come per 
la frombola, e nel secondo caso ne ho anche esperienza personale, 
perche' da ragazzino mi divertivo a tirare ai passeri con una 
rudimentale frombola, per fortuna senza molto successo:-). Il "movimento 
all'indietro" di cui dici, che e' quello lungo la tangente del 
seggiolino che si e' staccato, a chi e' sulla giostra appare come una 
curva, ed e' questo il movimento che e' apparente e di cui i fisici 
dicono dovuto a forza centrifuga apparente. In effetti la forza 
centrifuga qui non c'e' piu' ed e' solo apparente, mentre la centripeta 
non solo non c'e' piu' ma neppure e' apparente, perche' ambedue sono 
presenti al momento della rottura della catena, come contributo dell'una 
e dell'altra a quella risultante che e' la direzione tangenziale lungo 
la quale vola il seggiolino che si e' sganciato, con velocita' 
inerziale, perche' le due forze uguali e contrarie si sono azzerate.
 
 > Esattamente come nel caso del lanciatore di martello, che molla la 
maniglia quando il cavo del martello è diretto verso l'uscita dalla 
 >gabbia, così il martello va in quella direzione e non può andare in 
 >nessun'altra (anche se il lanciatore continuasse a girare su se >stesso).
 
Per il lanciatore del martello le cose non sono diverse. Nel filmato 
inviato da Nick forse la cosa non era poi del tutto evidente, anche 
perche' il movimento e' complicato dalla componente di forza impressa 
dall'atleta dal basso verso l'alto, per imprimere un movimento 
parabolico in modo da far arrivare l'attrezzo il piu' lontano possibile.
Secondo me l'esempio piu' chiaro che fa al caso nostro, ancora  piu' 
della giostra o dell'auto in curva, e' quello della *moto* in curva, 
come in questo video:
https://www.ecodibergamo.it/videos/video/olio-sulla-pista-tutti-giu-per-terralincredibile-caduta-in-moto-3-video_1031852_44/
 
Si vede chiaramente, anche grazie alla fortunata coincidenza (fortunata 
per noi:-)) della strada praticamente tangente alla curva, che a causa 
dell'olio i motoclisti vanno per la tangente.
Le forze in gioco sono qui chiaramente illustrate:
https://www.italiaonroad.it/wp-content/uploads/2013/10/baricentro-moto.jpg
 
 
Un saluto,
Loris

 Loris
 
Buona giornata
Omega

 tanto la forza centripeta quanto la centrifuga. 
 
Penso che su isf si discuta da decenni su questo argomento.
Vorrei brevemente proporre di specificare di quale forza centrifuga si parli, perché nella storia del pensiero scientifico, fino a oggi, ce n'è un certo numero.
 
Relativamente a Newton permettetemi di riprodurre un riferimento che filosoficamente ha il suo rilievo: si tratta dell'articolo
Bertoloni Meli, Domenico, Inherent and Centrifugal Forces in Newton, Archive for History of Exact Sciences 60(3):319-335 · May 2006
https://www.researchgate.net/publication/225333364_Inherent_and_Centrifugal_Forces_in_Newton
 .
 
Già il titolo mostra che, rispetto a Huygens, ci sono delle novità nella trattazione di Newton.
Per Newton le forze sono classificate in due categorie generali, quelle innate e quelle impresse.
 
La forza d'inerzia (lineare, che nessuno di noi chiamerebbe forza) è una forza insita nei corpi: essa è rilevabile nel momento in cui si cerca di cambiare lo stato del corpo. Tra le forze innate c'è anche quella centrifuga, che ha proprietà ben diverse da quelle che assegniamo oggi.
 
Le forze impresse sono invece forze che durano solo nel tempo dell'interazione e intervengono nell'urto e nella pressione ma anche nel moto centripeto.
 
La forza centripeta, per Newton, farebbe cadere il corpo in linea retta se non fosse che nel corpo in moto con velocità trasversale interviene la forza centrifuga, innata, ad impedirlo: nell'eterna lotta tra le due prevale ora una (centripeta, e il corpo "gira") o l'altra (centrifuga, e il corpo si allontana).
 
Tale uso del termine "forza centrifuga" non poteva durare a lungo, infatti intervenne d'Alambert con il discusso principio dei lavori virtuali: per d'Alambert nello studio di un moto circolare non posso usare entrambe le forze, centrifuga e centripeta, ne posso usare solo una. 
 
Userò la forza centripeta nella dinamica, in un sistema inerziale, mentre userò la centrifuga in un sistema di riferimento in rotazione solidale col corpo: la rotazione cessa di essere calcolabile  (diciamo soggettivamente "di esistere") mentre il problema si riduce ad un problema di statica; nulla ruota ma una forza centrifuga dev'essere aggiunta.
 
In soldoni
Dinamica: Forza risultante = massa * accelerazione centripeta 
Statica: Forza risultante - Forza centrifuga = 0, (in cui ho introdotto la  Forza centrifuga vettorialmente uguale all'opposto del prodotto massa * accelerazione centripeta).
Nella statica NON c'è la forza centripeta.
 
Questa tipo di forza centrifuga è applicata al corpo il cui movimento stiamo studiando.
 
La tensione della fune è centrifuga?
Questione di opinioni, certo non è la forza centrifuga applicata al corpo di d'Alambert.
 
Io, per non far brutta figura (come i cinesi sono sempre un preoccupato della "faccia") la chiamo, per non correre rischi "radiale": forza radiale o reazione vincolare; c'è chi la chiama forza centrifuga vincolare.
 
Tra la forza centrifuga applicata al corpo e quella applicata alla fune c'è asssoluta (notare le tre "s") incompatibilità definitoria.
 
In estrema sintesi "si azzerano, tanto la forza centripeta quanto la centrifuga" mi piace poco assai.
Preferirei aggiungere quella di Coriolis (che permette al corpo che si allontana di "svirgolare").
 
Oppure studiamo il tutto in un riferimento inerziale, dinamicamente e senza forza centrifuga applicata al corpo, e lasciamo agire il principio d'inerzia.
 
Tuttavia quello che prime è l'idea che esistono/sono esistite diverse "forze centrifughe", con uso e definizione molto diverso.
Quella di Huygens, quella di Newton, quella di d'Alambert, quella vincolare...
 
Furio


Bene Furio. Non essendo io un fisico ti ringrazio per queste 
interessanti e dotte precisazioni. Tutta questa questione, che nel ng di 
filosofia non moderato e' diventata presto polemica e qui non lo e' ne' 
vuole esserlo, e' stata posta da un frequentatore particolarmente 
tenace, noto anche a voi di isf, e il nocciolo di essa, almeno per 
l'aspetto che riguarda strettamente la fisica, consiste in questo: in un 
sistema rotatorio non si puo' parlare di forza centripeta "reale" e 
centrifuga "apparente", perche' la "realta'" dell'una implica la 
"realta'" dell'altra, pena l'infrazione al terzo principio della 
dinamica; e questo in generale in qualsiasi sistema descrittivo scelto, 
inerziale o non inerziale.
Personalmente mi sto sempre piu' convincendo che la questione e' 
meramente linguistica, ma da li' tutti i discorsi su giostre, lanciatori 
di martello, astronavi circolari... infine l'ultimo ritrovato della 
serie che ho lanciato in icf:-), e che propongo anche qui come esempio 
forse piu' significativo delle forze in campo: il regolatore di Watt, a 
quanto vedo pressoche' universalmente denominato *centrifugo*:
https://www.physicsforums.com/attachments/d7d00d440782ff99c7d6502f9f5f1ae3-png.187719/
 
 
Tu come ne descriveresti il funzionamento a uno studente di liceo, in 
basi a quali forze? Benvenuta anche la tua opinione. Si' lo vedo che hai 
gia' fornito preventivamente i termini della tua possibile risposta, ma 
ipotizza appunto di trovarti di fronte a uno studente liceale, abituato 
alle definizioni classiche di forza centripeta e centrifuga, e al 
principio dinamico di azione/reazione.
Un saluto,
Loris

Il 08/01/2020 18:09, 
furio.p...@gmail.com
 ha scritto:

Grazie anche da parte mia di queste precisazioni.
Io, essendo un bruto per natura e per formazione, mi rifaccio unicamente 
alla nozione di 'centri-fuga', che penso sia una definizione originaria 
o primitiva, ossia bruta.
Qualcosa che tende a fuggire rispetto al centro di rotazione per effetto 
della rotazione stessa è centri-fugo, e chiamiamo appunto "centrifuga 
quella macchina che si serve di questa proprietà per separare per 
esempio i liquidi dai solidi (il succo dalla buccia).
 
Sfortunatamente, come vedi, malgrado le preziose precisazioni della 
fisica, il linguaggio comune ha riconosciuto un significato preciso al 
fenomeno, senza oscillazioni fra i riferimenti, e io a quello mi sono 
attenuto nella mia discussione sulla giostra col seggiolino che si stacca.
Ho aggiunto una nota nell'ambito della disputa fra ciò che è reale e ciò 
che è apparente: reale è la forza che spinge verso l'esterno il 
seggiolino quando è ancora agganciato (e ciò è testimoniato dalla 
tensione della catena che infine si spezza); apparente invece è il peso 
che chi sta sul seggiolino avverte per effetto ... centrifugo. Quando il 
seggiolino si stacca infatti questo peso scompare, mentre quella forza, 
liberatasi dalla catena che la tratteneva - forza incamerata dal 
seggiolino e dal suo passeggero - spara concretamente (brutalmente) il 
tutto verso il mondo esterno. Diciamo "per inerzia? Forse se lanciamo un 
sasso diciamo che si muove "per inerzia" o perché gli abbiamo 
concretamente conferito quella che voi fisici chiamate "quantità di 
moto", che è poi quella che nella sua concretezza corrisponde a una 
forza applicata per un certo tempo e poi separata alla partenza del sasso?
 
Buona giornata
Omega

 quanto vedo pressoche' universalmente denominato *centrifugo*:
 
Loris,
  il 90% delle volte viene spiegato usando la forza centrifuga, ma senza l'uso della forza centripeta.
Se è possibile usare la statica per risolvere un problema è certo meglio usarla: tutto scorre più semplicemente (se si sa usare la forza di Coriolis).
 
Tuttavia avrei due controindicazioni.
 
La prima riguarda uno studio più accurato: una improvvisa accelerazione dei corpi che ruotano è accompagnata da un "contraccolpo" sull'asse, che potrebbe torcersi e creare problemi di funzionamento; a livello ingegneristico la sola forza centrifuga non sarebbe sufficiente, essendoci un'accelerazione angolare (quindi una forza) ci saranno dei momenti da non trascurare.
Forse meno preoccupante è la forza di Coriolis nel momento dell'allargamento dell'angolo asse/masse rotanti (in fondo le velocità sono limitate).
 
La seconda controindicazione è a livello didattico: nell'insegnamento mi sono sempre ingegnato a trattare il problema senza usare le forze inerziali, che sono molto valide per "fare i calcoli" ma alla fine non contribuiscono molto alla comprensione dei fenomeni.
 
INHO, in my humble opinion, che - come sappiamo - è raramente humble, purtuttavia riconosce di essere un'opinion, il che è già un buon punto di partenza.
 
Furio

 ...
Furio ti risponderà da par suo, da prof di fisica cioè. Io invece, vil 
meccanico, osservo una sola cosa: le sferette del regolatore di Watt non 
sono forse l'equivalente dei seggiolini della giostra? Quale "forza" le 
spinge verso l'esterno? La questione dei riferimenti, inerziali o no, 
riguarda l'osservatore, cioè noi, ma non il fenomeno. Al fenomeno dei 
sistemi di riferimento non importa nulla: accade perché e come deve 
accadere. Ed è sempre a quel livello che, a mio parere, si devono capire 
i fenomeni. Io non ho tirato in ballo Coriolis quando ho detto che il 
seggiolino staccato "rimaneva indietro" rispetto a quelli ancora 
collegati al centro; non ce n'era bisogno perché si capiva senza andare 
indietro di secoli. Ma soprattutto il fenomeno, guardato con attenzione, 
non è così semplice come nel modello di Coriolis, perché il seggiolino 
staccato, mentre fugge radialmente dalla giostra, benché resti indietro, 
per un po' corre però in avanti per via della cosiddetta 'quantità di 
moto' tangenziale accumulata prima di staccarsi. Non tanta come quella 
del motociclista (magari a 200 km/h, 56 m/s) ma quanta ne basta causata 
da una velocità tangenziale di circa 5 m/s. Un moto quindi "deformato", 
non smplice come nel modello di Coriolis.
 
Saluti
Omega

 spinge verso l'esterno? 
 
Io invece mi domando, perché restano in quella zona senza venirmi sulla testa?
 
Qualche tempo fa leggevo il libro di Camille Paglia "Sexual personae" che diceva più o meno da qualche parte "Tutti si domandano perché mai ci siano tanti stupri. Ci si potrebbe invece domandare perché ce ne siano tanto pochi..."  
(P.S. per essere politicamente corretto affermo che l'autrice non incoraggia affatto la violenza, ma la analizza)
 
Come diceva il saggio "Dipende, da che dipende, Da che punto guardi il mondo tutto dipende..."
 
Furio

 corresponsabilità.
 
Paglia dice un po' il contrario.
Ovviamente lei analizza i miti e gli archetipi letterari.
Mi viene in mente un "falso amico" dell'inglese, per cui alcuni italiani traducono "rapimento" con "rape", che invece significa "stupro".
E nella scuola elementare ci insegnavano il "Ratto delle Sabine", che era sostanzialmente uno stupro.
 
Quello che lei afferma è che non è vero che la violenza sulle donne sia causata dalla Società, quanto che - in buona parte - la Società protegge dalla violenza, perché la violenza è potere e nel sesso c'è una componente di potere, di aggressione, come dimostrato dal fatto che proprio nel corso di episodi, come guerre o sommosse in cui le regole sociali si allentano, le aggressioni aumentano.
 
L'idea è quindi quella di riconoscere la parte ctonia presente nella nostra cultura, anche nei simboli o nelle opere letterarie.
 
fp