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Titolo: ho un problema con l'accelerazione centripeta [un sacco di domande]

Perchč il mio Resnik mi scrive che l'accelerazione dovuta alla caduta libera
sulla terra ha almeno due componenti, una dovuta alla forza di gravitŕ e una
alla forca centripeta?
Se io sono sulla terra e un osservatore mi guarda da un sistema di
riferimento inerziale, osserva su di me questa relazione
N+mg=ma con N normale e a accelerazione centripeta.
se N=ma' allora mg=ma-ma' => g=a-a'
Se io mi muovo su un orbita geostazionaria: mg=ma, cioč g=a.
Cos'č che sbaglio? Perchč nel primo caso g ha due componenti e nel secondo
soltanto uno?
Perchč nel primo caso la forza di gravitŕ e la forza centripeta sono due
cose diverse mentre nel secondo sono la stessa cosa nonostante il moto sia
sempre circolare uniforme?
--
_-_CavalierBody-_-
[Note for UseNet(!): delete NOSPAMME from the E-Mail address]

 sempre circolare uniforme?
Ma tu hai capito cos'è questa forza centripeta? Guarda che anche la forza
gravitazionale può essere vista come centripeta.

 gravitazionale può essere vista come centripeta.
Io parlo dal punto di vista di un osservatore in un sistema di riferimento
inerziale.
Credo di aver capito sì, la forza centripeta è quella che punta verso il
centro, e può avere una qualunque natura. Nel caso di un corpo che sta sulla
superficie della terra ha la componente in un verso della forza di gravità e
della normale (che va nel verso opposto), nel caso di un satellite in orbita
geostazionario coincide con la gravità.
Ma non capisco perchè il mio libro dice che l'accelerazione di un corpo in
caduta libera (visto ovviamente da un sistema di riferimento inerziale) ha 2
componenti, una dovuta alla gravità e una alla forza centripeta. Se il corpo
è in caduta libera, come fa a muoversi di moto circolare....?

 alla forca centripeta?
...
Difficile rispondere. Potresti riportare esattamente quello che dice 
Resnik e soprattutto, in che contesto fa l' affermazione di cui sopra e 
come definisce la forza centrifuga ?
Giorgio

oops! volevo dire centripeta !     :-)
Giorgio

 come definisce la forza centripeta [editato] ?
Capitolo "Le Forze e le Leggi di Newton", paragrafo "Peso e Massa"
"A causa della rotazione attorno al proprio asse , la terra non può essere
considerata un sistema di riferimento inerziale. Qualsiasi sistema sulla
superficie terrestre è accelerato in modo centripeto dalla rotazione
terrestre. L'accelerazione della caduta libera, misurata in questo sistema
di riferimento non inerziale, ha almeno due componenti: una dovuta
all'attrazione gravitazionale, e l'altra dovuta alla rotazione"
Il testo dice che nel sistema di riferimento non inerziale la caduta libera
ha un'accelerazione con 2 componenti. Ecco, io ho sbagliato prima, ho detto
che una delle due componenti era la forza centripeta, ma il testo parla solo
di "dovuta alla rotazione". Comunque resta il fatto che non capisco come,
questa volta dal punto di vista di un sistema di riferimento inerziale, un
corpo in caduta libera possa essere visto come in moto circolare, al dilà
dante sono le componenti della sua accelerazione.

 dante sono le componenti della sua accelerazione.
Credo che sei stato tratto fuori strada dall' idea di un' accelerazione 
centripeta e dal fatto che spesso si introdice  questa con moti 
circolari. Tuttavia in mode generale si puo' definire accelerazione 
centripeta la componente dell' accelerazione normale al vettore 
velocita'. Con questa definizione quasi tutti i moti hanno un' 
accelerazione centripeta.
Divagazione a parte sull' acc. centripeta, nel caso in questione si sta 
parlando di forza  centrifuga e questa e' diversa ed indipendente da 
quella di gravita'. E' presente in ogni punto della superficie terrestre 
(tranne i poli) ed e' diretta ortogonalmente all' asse di rotazione 
(percio' se la terra fosse una sfera la direzione del filo a piombo 
coinciderebbe con la normale solo ai poli ed all' equatore.
Non so se la "dritta" e' sufficiente a chiarire i dubbi.
Giorgio

 Giorgio
Cioè, un corpo si muove di moto circolare anche se il raggio della
circonferenza su cui si muove varia. Giusto? E' questo che accade per il
corpo che cade no?
Ultima cosa. Se prendo un  mastodontico anello di raggio pari alla distanza
dell'orbita geostazionaria, e lo metto in posizione concentrica attorno
all'equatore, metto sull'anello un satellite, quali sono le forze che
agiscono sul satellite? "g" a 37000erotti km ha ancora un valore, per cui
sicuramente c'è "mg", c'è però anche la normale dell'anello sul satellite
"N"; per un osservatore in un sistema di riferimento inerziale, vale ancora
la relazione N+mg=ma no? In altri termini, il satellite ha ancora un peso da
esercitare se ci fosse qualche cosa su cui esercitarlo.
Se perà disintegro l'anello, il satellite non precipita, perchè la sua
velocità tangenziale è sufficiente per mantenere un moto circolare uniforme
a 37000erotti km d'altezza. Come è possibile che con il variare delle forze
sul satellite, lo studio del suo aspetto cinematico non ne risenta.
Dov'è che sbaglio anche questa volta?

 "N"; 
Dipende da cosa fanno anello e satellite.
Se satellite e anello sono "in orbita" non c'e' nessuna forza (reazione 
vincolare) dell' anello sul satellite.
Nel sistema (non inerziale) geostazionario la forza di attrazione della 
terra viene equilibrata da quella centrifuga.
Giorgio

Cavalier Body ha scritto:
 > Capitolo "Le Forze e le Leggi di Newton", paragrafo "Peso e Massa"
 >
 > "A causa della rotazione attorno al proprio asse , la terra non può
 > essere considerata un sistema di riferimento inerziale. Qualsiasi
 > sistema sulla superficie terrestre è accelerato in modo centripeto
 > dalla rotazione terrestre. L'accelerazione della caduta libera,
 > misurata in questo sistema di riferimento non inerziale, ha almeno due
 > componenti: una dovuta all'attrazione gravitazionale, e l'altra dovuta
 > alla rotazione"
Senti, io quel libro non lo conosco; ma se davvero c'e' scritto quello
che citi, ci sarebbe una sola cosa da fare: buttarlo nel primo cestino
libero :-(
Passi la prima frase.
Ma subito dopo si riusa la parola "sistema" in modo diverso dal
precedente: prima era la Terra a esser un sistema di rif.; ora si
parla di un "qualsiasi sistema", forse sottinteso ancora "di
riferimento, ma non si capisce in che cosa un "sistema sulla superficie
terrestre" differirebbe dalla Terra, come sistema di rif.
Poi l'espressione "accelerato in modo centripeto" e' brutta (sara'
colpa del traduttore): intanto perche' il "modo centripeto" non l'ho
mai sentito, e poi perche' bisognerebbe chiarire che l'accelerazione
non e' verso il centro della Terra, ma perp. all'asse.
Poi vengono le "due componenti" dell'accelerazione, che e' un'altra
perla: un corpo che cade ha *una* accelerazione, chein quanto vettore
puo' essere scomposta in quante componenti si vuole, a seconda dei
gusti e dell'opportunita'..
Poi perche' "almeno due"? Potrebbero anche essere tre o piu'?
Infine, e peggio di tutto: una di queste presunte componenti sarebbe
dovuta all'attrazione gravitazionale, e passi. L'altra invece e'
dovuta alla rotazione"!!
E visto che prima ci ha detto che la rotazione provoca
un'accelerazione centripeta del riferimento, sfido chiunque a non
credere che l'altra famigerata "componente" sia appunto questa accel.
centripeta...
Mentr einvece e' proprio opposta.
Poveri noi :-<
 > Il testo dice che nel sistema di riferimento non inerziale la caduta
 > libera ha un'accelerazione con 2 componenti. Ecco, io ho sbagliato
 > prima, ho detto che una delle due componenti era la forza centripeta,
 > ma il testo parla solo di "dovuta alla rotazione".
Appunto. Come volevasi dimostrare...
 > Comunque resta il fatto che non capisco come, questa volta dal punto
 > di vista di un sistema di riferimento inerziale, un corpo in caduta
 > libera possa essere visto come in moto circolare, al dilà dante sono
 > le componenti della sua accelerazione.
In un rif. inerziale un corpo in caduta libera non e' che un
particolarissmo satellite della Terra.
Un satellite effimero, perche e' destinato a sbatter ben presto sulla
superficie; ma il pezzetto di traiettoria che riesce a fare e'
un'ellisse, anche se molto molto schiacciata.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 libero :-(
ROTFL. Lo so, non c'e' nulla dire ma immaginavo lo studente medio di
Fisica
1 che dice al prof. di buttare quel testo.
Purtroppo si tratta del ben noto Halliday-Resnick-Krane (oppure
Halliday-Resnick-Walker) il testo di Fisica 1 attualmente piu' diffuso fra
fisici, matematici, ingegneri, chimici, farmacisti, medici, geologi,
biologi, veterinari e non so che altro :-((((
Prova a fare una ricerca con Google e vedrai quanti Programmi di Fisica I
citano l'Halliday come libro di testo.
Fortunatamente per Fisica II il secondo volume e' troppo all'acqua di rose
e di solito vengono preferiti L'Amaldi-Bizzarri-Pizzella il Berkeley, il
Mazzoldi.
ciao
andrea

 Halliday-Resnick-Walker)
...
Ho controllato. Halliday-Resnick-Krane, traduzione italiana della quarta
edizione americana (l'attuale e' la quinta credo).
La frase citata da CB e' esatta.

 > Halliday-Resnick-Walker)
Pemetto che io l'esame di FisicaI l'ho datto mesi e mesi orsono e lo ho
passato con un bel 28...il che fa capire quanto la meccanica importi a certi
professori.
Però che vuoi farci? Io faccio scienza dei materiali, e i fisici mi dicono
che per quello che ci serve è meglio pensare a dare l'esame di fisica
chimica, e i chimici che è meglio dare quello di fisica del continuo.
Se ci penso mi viene da sorridere, se ci penso meglio mi viene da piangere.

 libero :-(
Elio, per curiosita', vorrei sapere cosa pensi delle affermazioni fatte
nel paragrafo "assenza
di peso" di questo stesso testo, stesso capitolo. E' lungo, non volermene
:-)
-
Assenza di peso. Da "Fisica" Vol. 1 di Halliday-Resnick-Krane, 4a ediz. -
traduttori
Lo Russo-Mazzi-Taffara - Casa Editrice Ambrosiana - pag 90.
<<Le fotografie degli astronauti in orbita nello spazio li mostrano mentre
fluttuano liberamente nello spazio in uno stato chiamato "assenza di
peso". Ricordando la definizione di peso, non e' difficile rendersi conto
che, in effetti, essi non sono completamente privi di peso; infatti esso
e' circa il 10% piu' piccolo di quello sulla superficie terrestre. Tale
riduzione e' dovuta al fatto che la forza di gravita' decresce al crescere
dell'altezza.
Gli astronauti orbitanti nello spazio sono detti "privi di peso" per due
ragioni.
(1) Per un osservatore esterno essi sono in caduta libera rispetto al
centro della Terra.
Inoltre si mantengono alla stessa distanza dalla Terra perche' gli e'
stata fornita la giusta velocita' tangenziale che consente alla forza
gravitazionale di fungere da forza centripeta per il moto circolare e
uniforme.
(2) Non essendo a contatto con il suolo, non esiste la forza che li spinge
verso l'alto.
La nostra percezione psicologica del peso coinvolge anche la forza con la
quale il suolo ci spinge verso l'alto. Fluttuando nell'acqua abbiamo una
minore percezione del nostro peso (ma conserviamo pienamente la percezione
della nostra massa, per esempio, quando cerchiamo di accelerare nuotando).
Quando siamo fermi in un ascensore in moto, se l'ascensore sale, sentiamo
un aumento di peso, se l'ascensore scende, abbiamo la sensazione che il
nostro peso sia diminuito.
Questo effetto, che sara' considerato nell'esempio 7, e' il risultato
dell'aumento o della diminuzione della forza che il pavimento
dell'ascensore esercita su di noi.
La reale assenza di peso puo' essere raggiunta soltanto negli spazi
lontani dagli astri o dai pianeti, dove gli astronauti potrebbero librarsi
liberamente all'interno della loro astronave che avanza a motori spenti.
Se l'astronave ruota attorno ad un'asse, gli astronauti, stando in piedi
perpendicolarmente all'asse di rotazione, a causa del fatto che il
pavimento deve loro fornire la forza centripeta necessaria a mantenerli in
moto rotatorio, sperimenterebbero una "gravita' artificiale". Questa forza
dovuta al suolo viene percepita come peso.
[...omissis: esempio del tuffatore dal trampolino...]
Similmente se siamo in caduta libera all'interno di una camera anch'essa
in caduta libera, non essendoci superficie che agisce su di noi, abbiamo
la sensazione di assenza di peso. Potremmo fluttuare liberamente
all'interno della camera.
Tre esempi di tale situazione sono: (1) l'astronave spaziale orbitante
discussa in precedenza, (2) un ascensore in caduta libera dopo la rottura
del cavo, (3) un aeroplano che vola su una traiettoria parabolica ben
determinata.
[...omissis: segue spiegazione del caso (3...)] >>.
andrea


Concordo con questa frase se intende dire che i fisici fanno ben poca 
ricerca *sulla* fisica classica. Discordo invece se intende dire che i 
fisici fanno poca ricerca *usando* la fisica classica: ci sono ampie 
aree di ricerca dove la fisica classica - anche la buona vecchia 
meccanica classica - e' usata ampiamente, e nemmeno in modo banale. Il 
mio settore - teoria degli stati condensati - e' un esempio.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

AAnDrEE ha scritto:
 > Elio, per curiosita', vorrei sapere cosa pensi delle affermazioni
 > fatte nel paragrafo "assenza di peso" di questo stesso testo, stesso
 > capitolo. E' lungo, non volermene :-)
Beh, ora non mi farai mica recensire tutto il libro, un pezzo alla
volta :-))
 > ...
 > cordando la definizione di peso, non e' difficile rendersi conto
 > e, in effetti, essi non sono completamente privi di peso; infatti
 > so e' circa il 10% piu' piccolo di quello sulla superficie
 > rrestre. Tale riduzione e' dovuta al fatto che la forza di gravita'
 > cresce al crescere dell'altezza.
OK
 > Gli astronauti orbitanti nello spazio sono detti "privi di peso" per
 > due ragioni.
 > (1) Per un osservatore esterno essi sono in caduta libera rispetto al
 > centro della Terra.
 > Inoltre si mantengono alla stessa distanza dalla Terra perche' gli e'
 > stata fornita la giusta velocita' tangenziale che consente alla forza
 > gravitazionale di fungere da forza centripeta per il moto circolare e
 > uniforme.
A parte la "caduta libera rispetto al centro della Terra", che non mi
piace, diciamo che e' tutto vero; ma perche' giustificherebbe
di parlare di "assenza di peso"?
 > (2) Non essendo a contatto con il suolo, non esiste la forza che li
 > spinge verso l'alto.
 > La nostra percezione psicologica del peso coinvolge anche la forza con
 > la quale il suolo ci spinge verso l'alto.
Vero ma mi pare un po' semplicistico.
Direi che la percezine del peso sia soprattuto legata allo sforzo
muscolare che occorre fare per stare dritti, e alla sensazione della
compressione di tutte le articolazioni: soprattutto anche, ginocchi,
colonna vertebrale.
Come sa bene uno della mia eta', sempre piu' o meno pieno di doloretti
:(
 > Quando siamo fermi in un ascensore in moto, se l'ascensore sale,
 > sentiamo un aumento di peso, se l'ascensore scende, abbiamo la
 > sensazione che il nostro peso sia diminuito.
 > Questo effetto, che sara' considerato nell'esempio 7, e' il risultato
 > dell'aumento o della diminuzione della forza che il pavimento
 > dell'ascensore esercita su di noi.
Ahi ahi ahi, direbbe Mike Bongiorno...
Si sono dimenticati di dire che l'ascensore deve *accelerare*,
altrimenti la variazione di peso non c'e'...
La reale assenza di peso puo' essere raggiunta soltanto negli spazi
lontani dagli astri o dai pianeti, dove gli astronauti potrebbero librarsi
liberamente all'interno della loro astronave che avanza a motori spenti.
 > Se l'astronave ruota attorno ad un'asse, gli astronauti, stando in
 > piedi perpendicolarmente all'asse di rotazione, a causa del fatto che
 > il pavimento deve loro fornire la forza centripeta necessaria a
 > mantenerli in moto rotatorio, sperimenterebbero una "gravita'
 > artificiale". Questa forza dovuta al suolo viene percepita come peso.
A essere pignoli, avrebbero dovuto dire che gli astronauti staranno un
po' lontani dall'asse. L'idea base e' giusta, ferma restando
l'obiezione di prima circa l'importanza delle spinta del pavimento.
Mi fermo qui, ma mi domando: prima o poi si parla di riferimenti non
inerziali e di forze apparenti? O si resta solo a questo livello
puramente qualitativo?
C'e' qualche esempio opposto (a parte l'astronave rotante) di un
"peso" apparente dovuto all'accelerazione del riferimento in assenza
di campo gravitazionale?
C'e' una discussione di questo "peso" nei suoi effetti statici e
dinamici, e non solo nella percezione di un possibile osservatore?
Suppongo che il motivo di queste domande sia ovvio, e non mi dilungo.


:(
Secondo me e` invece da considerare principalmente
l'assenza di peso sugli organi interni, lo stomaco
e` il piu` significativo.
Infatti e` totalmente diverso il caso di caduta libera
(esempio anche montagne russe) dalla mancanza di carico
sugli arti per immersione, alias spinta di Archimede
solo sulla superficie esterna.
-- 
Ciao,		| Attenzione! campo "Reply-To:" alterato ;^)
Remigio Zedda	| E-mail: remigioz tiscali it
			-- Linux 2.4.22 su Slackware 9.1

Enrico SMARGIASSI ha scritto:
 > Concordo con questa frase se intende dire che i fisici fanno ben poca
 > ricerca *sulla* fisica classica. Discordo invece se intende dire che i
 > fisici fanno poca ricerca *usando* la fisica classica: ci sono ampie
 > aree di ricerca dove la fisica classica - anche la buona vecchia
 > meccanica classica - e' usata ampiamente, e nemmeno in modo banale. Il
 > mio settore - teoria degli stati condensati - e' un esempio.
Premetto che in parte sono influenzato dall'ambiemnte in cui lavoro,
dove viceversa la fisica classica mi pare abbia poco peso.
Pero' in qualche senso la situazione mi pare piu' generale: voglio
dire che a mio parere l'insegnamento della fisica classica e'
piuttosto scadente, e tenuto di solito con l'aria di dire "Beh, queste
sono banalita' a anche antiquate. La vera fisica viene dopo..."
Per la stessa ragione non ci sono (di regola) ricerche su come la si
debba insegnare: l'opinione generale e' che un fisico *sa insegnare*
la fisica classica per definizione.
Era piuttosto a questo che pensavo, e forse da questo punto di vista
il fatto che la 
f.cl
. venga usata anche n ella ricerca non cambia
molto...


rez ha scritto:
 > Secondo me e` invece da considerare principalmente
 > l'assenza di peso sugli organi interni, lo stomaco
 > e` il piu` significativo.
 > Infatti e` totalmente diverso il caso di caduta libera
 > (esempio anche montagne russe) dalla mancanza di carico
 > sugli arti per immersione, alias spinta di Archimede
 > solo sulla superficie esterna.
Hai perfettamente ragione, e non avrei dovuto dimenticarmene.
Pero' piu' che lo stomaco e' l'orecchio interno (il vestibolo) quello
che se ne accorge.
Poi la reazione e' la nausea, e allora uno se la prende con lo
stomaco...


 la fisica classica per definizione.
...
A me sembrava che invece le ricerche di didattica della fisica 
(purtroppo non sempre di alto livello, ma questa e' un' altra storia...) 
tendessero a privileggiare la fisica classica rispetto alla MQ.
E questo, soprattutto in Italia dove peraltro mi sembra che sci sia la 
minima penetrazione delle ricerche didattiche nella cerchia di chi 
insegna. E' solo un' impressione personale ?
Giorgio

 dinamici, e non solo nella percezione di un possibile osservatore?
Nei paragrafi successivi si parla di massa e peso, si parla anche del
dinamometro, della differenza fra misura statica e dinamica delle forze.
Prima ancora nel paragrafo sulla terza legge di N. fa l'esempio del blocco
appeso alla molla.
andrea
P.S. Adesioni alla campagna dell'Unione Astrofili Italiani contro
l'eccessiva diffusione dell'astrologia nei media, votate a questo
indirizzo: 
http://www.astroarte.it/moduloadesioni.htm
, il vostro nome e
eventuale indirizzo del sito web in cui comparira' il logo "antioroscopi"
sarnno indicati qui 
http://scis.uai.it/adesioni.htm

Giorgio Pastore ha scritto:
 > A me sembrava che invece le ricerche di didattica della fisica
 > (purtroppo non sempre di alto livello, ma questa e' un' altra
 > storia...) tendessero a privileggiare la fisica classica rispetto alla
 > MQ.
Credo che si debba distinguere: pensi alla scuola secondaria o
all'universita'?
In ambito di didattica per la s.s. e' vero quello che dici, e del
resto e' anche giustificato: fare proposte didattiche valide per la
cosiddetta "fisica moderna" e' tutt'altro che semplice (ne ho qualche
esperienza).
Che poi la ricerca non sia sempre di alto livello, e' un argomento per
la mia tesi: la ricerca didattica non e' considerata "vera ricerca", e
quasi squalifica chi se ne occupa...
Quello che io dicevo si riferiva pero' alla didattica universitaria.


 Quello che io dicevo si riferiva pero' alla didattica universitaria.
...
Perche', esiste in Italia una ricerca sulla "didattica della fisica a 
livello universitario" ?
Giorgio

Giorgio Pastore ha scritto:
 > Perche', esiste in Italia una ricerca sulla "didattica della fisica a
 > livello universitario" ?
Beh, qualcosa c'e', anche se da un po' di tempo me ne sono abbastanza
staccato.
Certo la tradizione italiana per cui ogni docente *sa* per definizione
come s'insegna, non aiuta.


 staccato.
Se mi potessi dare dei riferimenti, te ne sarei grato.
Giorgio