Newsgroup: it.discussioni.ingegneria
Titolo: Dilemma sull'inerzia di corpi solidi (difficile ma affascinante)

Salve a tutti, scrivo su questo NG per risolvere un dubbio sull'impulso e
sull'inerzia.
Dalla meccanica del punto ideale studiata a suo tempo al liceo sembrerebbe
che, appena imprimo ad esso una qualunque forza, esso immediatamente si
muove, per cui all'istante 0+e (dove con e intendo il classico epsilon
positivo) la sua velocità, e ovviamente anche l'accelerazione, sarà diversa
da zero.
Ho cercato di considerare però un "punto" dotato di grande massa, tipo 500
tonnellate, cui si imprimono svariati KN, ma il discorso non muta, il moto
appare istantaneo e sembra non vi sia inerzia.
Ma è chiaro che la meccanica del punto non funziona più per solidi massicci
come un treno (10 carrozze da 42t più un locomotore da 80t sono in tutto
500t), ma non avendo potuto studiare meccanica razionale non saprei come
affrontare la questione.
Il problema è questo: immagino che da quando il macchinista dà corrente ai
motori fino a quando la velocità diventa non nulla (positiva) passi un certo
lasso di tempo (per esempio mezzo secondo).
1) intanto, è vero ? (alcuni macchinisti mi dicono che il ritardo è
impercettibile e ridottissimo)
2) ciò è dovuto perchè la forza impressa impiega del tempo per vincere la
naturale resistenza del treno a variare il proprio stato di quiete ?
3) ...oppure perchè essa impiega del tempo unicamente per vincere gli
attriti volventi dei cuscinetti delle ruote, mentre l'avviamento in moto è
di per sè istantaneo ?
4) Qualcuno mi ha detto che basta far sviluppare al motore una certa potenza
critica (ma io direi forza), superiore alla soglia critica determinata dalla
massa in questione, e il mezzo si mette in movimento; se se ne imprime di
meno, il mezzo non si muove. In questo caso il diagramma dell'accelerazione
in funzione della forza impressa sarebbe una retta (o una curva?) che nel
primo quadrante parte non dall'origine ma da un valore critico particolare.
E' corretto?
5) ma allora, mi sembra che il teorema dell'impulso vada a farsi
friggere....non è forse vero che si può spostare una grande massa con una
forza molto piccola, impressa però per lungo tempo ? (ricordate quel tipo
che spostava un carro merci tirandolo con una fune fissata ai propri denti
?!? dopo svariati minuti di sforzo, il carro si muoveva; sarebbe dunque vero
il punto 3, o come sostengo io, il 2 ??)
6) pensate agli aerei: quando il pilota dà gas alle turbine, il veicolo si
muove dopo 2-3 secondi....anche lì è solo questione di vincere gli attriti
del carrello ?? Mi sembra davvero esagerato, se fosse così !! Ma ancor di
più pensate alle navi! Passano parecchi secondi da quando l'elica inizia a
girare fin quando la nave si muove, anche di poco. Tutto 'sto tempo solo per
annullare il ridicolo attrito dell'acqua sullo scafo immerso? Io credo che
molta parte della spinta serva proprio a variare lo stato di quiete di
centinaia di tonnellate d'acciaio....
7) poniamo per ipotesi che questa mia tesi sia vera; (qui mi vengono i
brividi) allora un pesante blocco di marmo sospeso ad una fune (in modo da
eliminare l'attrito radente della base d'appoggio) può essere mosso anche
spingendolo con un dito...?!? (basta aspettare un po'....)....è così ?
8) In realtà tuttavia pare che per masse non eccezionali lo sforzo da fare,
in questa situazione ipotetica di attriti trascurabili, sia veramente
piccolo....ciò giustificherebbe il fatto che una E402a dalla potenza di 6MW
possa "smuovere" le sue 10 carrozze dopo pochi decimi di secondo (con tutte
le resistenze al rotolamento di decine di assi !!!). Ma allora il rapporto
potenza/ massa resistente è molto più vantaggioso per un treno che non per
un aereo o una nave, i cui sistemi propulsivi hanno potenze mostruose ?!? E
un razzo spaziale? perchè non decolla subito dopo l'accensione dei motori,
ma dopo qualche secondo? Non mi direte che il discorso cambia, perchè in
orizzontale la gravità è neutra mentre in verticale agisce come un motore
"al negativo"....?!?
Mah, dopo che ho scritto questi miei dubbi, temo di aver seminato più
confusione che altro....
Scusatemi per le tante ovvietà che avrò scritto e per la confusione che ho
provocato mescolando tante questioni insieme.....illuminatemi con le vostre
equazioni integro-differenziali ! (ma penso che basti l'algebra
elementare)
Grazie a tutti in anticipo,
Paolo.


Credo che il tuo dubbio consista nel fatto di aver trascurato una cosa
Nessuna forza Può essere applicata istantaneamente ad un corpo.
Mi spiego ( non ho nessuna pretesa di avere la verità in tasca) .
Se tu pensi di applicare una forza( per semplicità supposta costante)
ad un corpo, il corpo "assorbe" la forza non istantaneamente ma in un
certo tempo per cui l'accelerazione non può diventare istantaneamente
quella a regime.
In pratica (secondo me non prenderlo per oro colato) una forza
costante che su di un corpo produce una accelerazione costante non è
in grado di produrre istantaneamente il 100% della accelerazione ma fa
passare  inizialmente l'accelerazione da uno stato di quiete ad uno
stato di moto passando gradualmente tra una accelerazione crescente
fino al suo valore massimo,per cui il passaggio da quiete a moto non è
mai istantaneo ma avviene gradualmente.
Quindi quando un pilota aziona la turbina ( attriti a parte ) l'aereo
si muove subito ma non con un salto improvviso e istantaneo  di
velocità ma lentamente ( si fa per dire).
D'altra parte mi pare poco intuitivo che un corpo possa
improvvisamente assumere una velocità senza passare tra stati di
velocità minori.
A dir la verità il quesito andrebbe posto su it.scienza,fisica su cui
validi fisici possono essere piùprecisi.
ciao

 ha scritto nel messaggio
news:vPBua.103268$iy5.3...@twister2.libero.it...


 ha scritto nel messaggio
news:vPBua.103268$iy5.3...@twister2.libero.it...


 degli effetti vanno a farsi friggere..
ma che stracaxxo stai dicendo? la legge di newton vale sempre se non si é in
campo relativistico e un treno non lo é.
SE vai a fare empirismo anche per la meccanica spicciola allora potresti
arrivare a dire che un aereo vola per pura magia.
GDR

 "al negativo"....?!?
Funziona sempre allo stesso modo, i principi della dinamica valgono per
tutti i sistemi meccanici, però aggiungici quelli della chimica e della
fluidodinamica...

Ringrazio tutti quanti per le esaurienti risposte, che ora mi studierò
golosamente...
Ciao,
Paolo.