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Titolo: L'energia non si crea ma si può distruggere?

 
 
Secondo il principio della conservazione dell’energia, l’energia spesa per una certa trasformazione deve essere uguale a quella ritrovata alla fine. Non è però un principio “necessario” con una dimostrazione generale e assoluta ma piuttosto qualcosa che nelle varie forme di trasformazione dell’energia è stato sempre verificato. Direi una constatazione empirica mai smentita. 
Ora guardate il filmato.
 
https://drive.google.com/file/d/1_SO2SDxvCuZedYU3DPftR5_qNaHk2FI6/view?usp=share_link
 
 
 
 
 
 
 Il giroscopio ha la caratteristica di mantenere il suo asse sempre nella stessa direzione. Quindi l’operatore per far ruotare l’asse deve applicare una forza (anzi una coppia di forze) che vinca la coppia resistente che il giroscopio gli oppone. Inoltre quanto il giroscopio “sente” la coppia che vuole ruotare l’asse, sviluppa anche la forza che darebbe il moto di precessione. Ma l’operatore impedisce il moto di precessione che comunque non ci interessa specificamente.  L’operatore continua ad applicare la coppia “motrice” e fa ruotare a ruotare l’asse fino a fargli raggiungere la direzione desiderata. 
 
 
Alla fine della variazione della direzione dell'asse, l’operatore  ha applicato una coppia * uno spostamento e quindi ha speso un lavoro; il giroscopio gira alla stessa velocità di prima (quindi ha uguale energia cnetica), solo su una direzione diversa.   
 
Il lavoro speso dall’operatore per imporre la variozione di rezione dell'asse, sembra andato perso, violando così il famoso principio.  E’ così o no?

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La conservazione dell'energia non è riconducibile all'invarianza per traslazione temporale delle leggi fisiche? (mi affido a lontani ricordi). Non si tratta quindi di semplice "constatazione empirica" ma di condizione necessaria per "fare fisica". Del giroscopio ricordo ancora meno, dunque mi taccio. Ma sul fatto che violi la conservazione avrei seri dubbi "a prescindere". 

 Non si tratta quindi di semplice "constatazione empirica" ma di condizione necessaria per "fare fisica".
...
 
Certamente "conveniente", non so quanto necessaria, ad es. è un campo attivo
di ricerca lo stabilire se le costanti universali della natura siano
veramente tali nell'evoluzione dell'universo.
 
Ciao
 
-- 
Giorgio Bibbiani

 Il giorno domenica 11 dicembre 2022 alle 15:40:04 UTC+1 
sa...@libero.it
 ha scritto: 
 
Del giroscopio ricordo ancora meno, dunque mi taccio. Ma sul fatto che violi la conservazione avrei seri dubbi "a prescindere".
 -------------------------------
 
Io ho seri dubbi anche sul perchè sono al mondo e quanto mi conviene starci. Prendo atto che non ricordi il giroscopio e non te ne posso fare una colpa. :-) 
 
 
 
 Qui però il problema non è la traslazione  temporale delle leggi fisiche, ma più banalmente capire e possibilmnete spiegare senza ricorrere a strumenti troppo elaborati dove è finita l'energia spesa dall'operatore per cambiare l'orientazione del giroscopio. Perchè tutte le traslazioni che vuoi, poi devono trovare conferma nell'esprienza.

 ha scritto:
 
Qui però il problema non è la traslazione  temporale delle leggi
 fisiche, ma più banalmente capire e possibilmnete spiegare senza
 ricorrere a strumenti troppo elaborati dove è finita l'energia
 spesa dall'operatore per cambiare l'orientazione del
 giroscopio.
 
L'energia dell'operatore finisce nello stesso posto di dove
 finisce quando l'orientazione la cambia a giroscopio
 fermo.
 
-- 
anth

sa...@libero.it
 ha scritto:
 > Ora guardate il filmato.
 > 
https://drive.google.com/file/d/1_SO2SDxvCuZedYU3DPftR5_qNaHk2FI6/view?usp=share_link
 
Il fatto è che da quel filmato di 7 secodi non si deduce in alcun modo
quello che scrivi dopo.
Si vede lo spostamento, ma non si può "vedere" la forza...
 
 > Il giroscopio ha la caratteristica di mantenere il suo asse sempre
 > nella stessa direzione.
 > ...
La descrizione che dai è molto imprecisa, per non dire sbagliata.
Il problema è che io non so quanto sai di momento angolare e seconda
eq. cardinale della dinamica.
E senza queste cose il comportamento dei giroscopi non si spiega.
 
 > Alla fine della variazione della direzione dell'asse, l'operatore ha
 > applicato una coppia * uno spostamento e quindi ha speso un lavoro;
 > il giroscopio gira alla stessa velocità di prima (quindi ha uguale
 > energia cnetica), solo su una direzione diversa.
Questo non è vero, e certo non lo puoi ricavare dal filmato.
 
 > Il lavoro speso dall'operatore per imporre la variozione di rezione
 > dell'asse, sembra andato perso, violando così il famoso principio.
 > E' così o no?
No.
 
Ora ti dico come vanno le cose, cercando di dare un descrizione
geometricamente precisa.
Supponiamo che l'op. stia in piedi con la faccia che guarda verso nord.
Tiene il giroscopio con le due mani, l'asse verticale, la sinistra in
alto, la destra in basso.
Supponiamo che la rotazione sia antioraria vista dall'alto (questo dal
filmato non si vede).
Quindi il gir. ha un momento angolare diretto verso l'alto.
 
Noi vediamo che l'op. muove le mani in modo che alla fine l'asse del
giroscopio (e il mom. angolare) punta verso nord.
Perciò la variazione del mom. angolare (vettore) è diretta verso nord
ma inclinata verso il basso a 45°.
 
Per ottenere questa variazione l'op. deve aver applicato delle forze
tali che l'integrale nel tempo del mom. delle forze sia uguale alla
var. del mom. angolare, ossia (ripeto) diretta verso nord ma inclinata
verso il basso a 45°.
Questo si ottiene applicando mediamente con la sinistra una forza
verso est, con la destra una forza verso ovest.
 
 > Qui però il problema non è la traslazione temporale delle leggi
 > fisiche, ma più banalmente capire e possibilmnete spiegare senza
 > ricorrere a strumenti troppo elaborati dove è finita l'energia spesa
 > dall'operatore per cambiare l'orientazione del giroscopio. Perché
 > tutte le traslazioni che vuoi, poi devono trovare conferma
 > nell'esperienza.
Il fatto è che il movimento delle mani si vede, ma la forza che
applicano no.
Viene spontaneo credere che la forza sia diretta come lo spostamento,
ma non è così.
Infatti se provi l'esperimento senza aver fatto prove preliminari, ti
troverai molto impacciato, perché il gir. reagisce in un modo che non
ti aspetti.
Farai mosse sbagliate e il gir. non andrà dove vorresti.
Solo con po' di allenamento riuscirai a produrre quello che si vede.
 
Esaminando le cose in dettaglio vedresti che il lavoro fatto dalle due
forze in realtà è nullo, come deve essere se l'en. cinetica non varia.
Non bisogna dimenticare che si può avere variazione del mom. angolare
(vettore) senza lavoro, perché il mom. amgolare cambia direzione ma
non cambia il modulo.
-- 
Elio Fabri

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si, hai ricostruito bene il problema che volevo illustrare col filmato che serviva solo a far capire rapidamente “di cosa si sta parlando”. Credo di aver capito cosa vuoi dire. L’operatore applica sicuramente all’asse una coppia in senso laterale (verso est e verso ovest), è quello che io descritto come la coppia che l’operatore deve applicare per impedire il moto di precessione. Questa si sente chiara e forte e giustamente non comporta un lavoro e io direi non perché l’energia cinetica non varia (questo lo sapremo dopo) ma perché è perpendicolare al movimento, cioè alla rotazione dell’asse in avanti. Questo lo sapevo. Però almeno alla partenza, ma a me sembra anche dopo, l’operatore (oltre a bloccare la precessione cioè la rotazione parallela al suo corpo) deve applicare anche la coppia per ruotare l’asse in avanti, in modo che l’estremità originariamente verticale poi punti l’asse verso il basso a 45°.  E’ questa coppia (se c’è) che produce il lavoro "inspiegabile" perché la rotazione avviene nella stessa direzione della coppia.
 
Oppure devo dedurre che l’operatore “pensa” di applicare questa coppia ma in realtà sta applicando solo la coppia est-ovest ortogonale al movimento che impone? 
 
Provo a riprodurre questa conclusione nella figura allegata. 
https://drive.google.com/file/d/1mZiZwDdqNNiB9Lmo-NjZJYnMJOWBksV4/view?usp=share_link
 
 
 
 
 
A sinistra c’è il normale giroscopio. Poi a destra lo incardiniamo in dei binari circolari, per cui l’asse del giroscopio può ruotare oltre che su se stesso anche attorno ad un asse uscente dal foglio, nel senso delle frecce; ma i binari posti ai lati delle estremità dell’asse ne impediscono la precessione. Allora la coppia indicata nella figura a destra può farlo ruotare senza incontrare una coppia resistente? 

 Però almeno alla partenza, ma a me sembra anche dopo, l’operatore (oltre a bloccare la precessione cioè la rotazione parallela al suo corpo) deve applicare anche la coppia per ruotare l’asse in avanti, in modo che l’estremità originariamente verticale poi punti l’asse verso il basso a 45°.  E’ questa coppia (se c’è) che produce il lavoro "inspiegabile" perché la rotazione avviene nella stessa direzione della coppia.
 
Puoi fare vedere qualche calcolo?

sa...@libero.it
 ha scritto:
 > Innanzitutto grazie della dettagliata risposta. Può darsi che io sia
 > impreciso ma è quello che trovi scritto dappertutto, anche testi di
 > fisica, non giornali.
I giornali non si occupano certo di giroscopi, ma solo di fusione
nucleare, anche se chi ci scrive nella stragrande maggioranza dei casi
non sa di che cosa parla.
 
Quanto ai libri, dipende che cosa intendi. Se hai in mente libri di
testo per scuola secondaria, non devi meravigliarti.
Di cose sbagliate ce ne trovi quante ne vuoi, appena si lascia il
terreno più elementare. E il giroscopio *non è* terreno elementare,
come vedremo in seguito.
Ma sui testi universitari le cose di solito sono trattate per bene, ma
ormai non nei corsi del primo anno...
 
 > Anche io ho notato che se il moto di precessione si svolge
 > liberamente il giroscopio fa esattamente il contrario, cioè cambia
 > continuamente direzione.
Piano! Dipende da come è vincolato (essendo escluso che possa essere
libero, almeno se restiamo sulla Terra).
Un giroscopio con un estremo poggiato su un tavolo (la trottola) fa
precessione.
Un giroscopio con un estremo appeso a un filo fa precessione.
Un giroscopio montato su sospensione cardanica non fa nessuna
precessione.
 
 > Eri tu quello che diceva che la divulgazione è pericolosa perché per
 > semplificare si rischia di distorcere? O mi confondo con qualcun
 > altro?
Non ti confondi.
 
 > D'altronde meglio idee semplificate che il nulla assoluto. Ma
 > questo è un altro discorso.
Meglio il nulla che idee profondamente sbagliate, che è la realtà
praticamente di tutta la divulgazione.
 
 > Credo di aver capito cosa vuoi dire. L'operatore applica sicuramente
 > all'asse una coppia in senso laterale (verso est e verso ovest), è
 > quello che io descritto come la coppia che l'operatore deve applicare
 > per impedire il moto di precessione.
 > ...
Mettiamo in chiaro una cosa.
Ti avevo chiesto se conosci il momento angolare e la seconda legge
cardinale della dinamica e non mi hai risposto.
Però la risposta è implicita in quello che scrivi, dove il termine
"momento angolare" non appare mai.
Ma ti avevo anche scritto che senza questi concetti il comportamento
dei giroscopi *non si spiega*.
Perciò io non intendo seguirti nei discorsi che fai.
Ora replicherò alle cose imprecise quando non sbagliate che scrivi,
poi basta.
 
 > Questa si sente chiara e forte
Che cosa "senti"?
Non puoi sentire una o più forze che applichi tu.
Quella che senti è la reazione (terzo principio della dinamica) che il
giroscopio applica alle tue mani. Ma fin qui poco male.
 
 > e giustamente non comporta un lavoro e io direi non perché l'energia
 > cinetica non varia (questo lo sapremo dopo) ma perché è perpendicolare
 > al movimento, cioè alla rotazione dell'asse in avanti.
Ecco: io avrei scritto
"perché il momento della coppia applicata (vettore) è ortogonale alla
velocità angolare (vettore) del giroscopio".
Anzi, l'avevo già scritto, mi pare.
 
 > Questo lo sapevo. Però almeno alla partenza, ma a me sembra anche
 > dopo, l'operatore (oltre a bloccare la precessione cioè la rotazione
 > parallela al suo corpo)
E qui sbagli.
Ti ho già fatto notare che la precessione *non è* un comportameto
intrinseco dei giroscopi. Lo è solo in particolari condizioni.
Se tu tieni il giroscopio con le mani *ferme*, il giroscopio non fa
alcuna precessione, e tu con le mani devi solo reggerne il peso.
 
 > deve applicare anche la coppia per ruotare l'asse in avanti, in modo
 > che l'estremità originariamente verticale poi punti l'asse verso il
 > basso a 45°.
E qui sbagli di nuovo, e te l'avevo già spiegato.
Per far ruotare l'asse in avanti devi applicare una coppia est-ovest.
Rileggi *con attenzione* quello che ho scritto nell'altro post: c'era
già tutto, ma tu fai come se io non l'avessi scritto.
E non mi dici "non ho capito": semplicemente mi ignori.
E questo, se permetti, mi fa incazzare.
 
 > E' questa coppia (se c'è) che produce il lavoro "inspiegabile"
 > perché la rotazione avviene nella stessa direzione della coppia.
Infatti questa coppia *non c'è*, e l'avevo già scritto.
 
 > Oppure devo dedurre che l'operatore "pensa" di applicare questa
 > coppia ma in realtà sta applicando solo la coppia est-ovest
 > ortogonale al movimento che impone?
Un operatore che non sa le leggi della dinamica può pensare quello che
vuole, ma le cose stanno poprio come hai scritto adesso.
 
 > Provo a riprodurre questa conclusione nella figura allegata.
 > ...
 > A sinistra c'è il normale giroscopio. Poi a destra lo incardiniamo in
 > dei binari circolari,
 > ...
 > Allora la coppia indicata nella figura a destra può farlo ruotare
 > senza incontrare una coppia resistente?
Da quello che ho detto sopra puoi dedurre la risposta: per far ruotare
l'asse di un giroscopio così vincolato *non occorre alcuna coppia*:
basterebbe una spintarella e il giroscopio comincerebbe a ruotare
l'asse senza intervento ulteriore, senza più fermarsi, in assenza di
attriti.
 
Mi chiederai: ma scusa, allora il momento angolare varia continuamente,
senza forze esterne?
Risposta: le forze esterne *ci sono*: le applica la rotaia (che non è
un binario: come dice la parola, "binario" sono *due* rotaie
parallele).
-- 
Elio Fabri

 E questo, se permetti, mi fa incazzare.
 
 
Non posso impedirti di incazzarti, ma posso assicurare che non ho ignorato assolutamanete niente del post precedente, nè mi vergognerei a dire "non ho capito", anzi direi anzi che avevo capito, ma avevo bisogno di una conferma 
che infatti è arrivata -:). Magari puoi dire che ho approfittato un po' troppo, questo si! Comunque grazie