Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Domande semplici

Avrei alcune domande da porre a chiunque mi sappia rispondere:
1) In un campo di forze conservativo l'energia meccanica si conserva, quindi
un corpo che per esempio cade da un'altezza h possiede all'istante t0
soltanto energia potenziale, poi l'energia potenziale si trasforma in
energia cinetica fino a che il corpo non raggiunge il suolo, in questo
istante l'intera energia potenziale e' trasformata in energia cinetica =
1/2mv^2
La mia domanda e' la seguente: Se l'energia meccanica deve conservarsi, dove
va a finire l'energia cinetica del suddetto corpo quando questo ha toccato
il suolo? La sua velocita' scende a 0 quindi calcolando la sua energia
cinetica otterremmo 0 mentre un istante prima era massima ed equivalente
all'energia potenziale che il corpo aveva prima di iniziare a cadere.
2) Se lancio una moneta di massa 50 g su una bilancia a molla potro' leggere
sulla bilancia (nell'istante in cui la moneta tocca il piatto della
bilancia) un valore > 50 g. Gia' un attimo dopo però la bilancia segnera'
correttamente 50 g.
Evidentemente la formula F=ma non va a plicata in questo caso.. poiche' F e'
la forsa che agisce sulla moneta, non la forsa che esercita la moneta.
Che formula devo usare per calcolare con che forza la moneta arrivi a terra
da un'altezza h?
Ha qualcosa a che fare con le forze impulsive?
Ha qualcosa a che fare con gli urti di particelle? (moneta di massa m=50g e
terra di massa M-->oo)
Ha qualcosa a che fare con la domanda precedente?
Ha qualcosa a che fare con la quantita' di moto?
Se qualcuno puo' vi chiedo un aiuto... magari una spiegazione delle cose che
non mi sono chiare... mastico abbastanza bene la matematica
Grazie
Michelangelo

 da un'altezza h?
La moneta non ha nessuna forza. La forza è la derivata temporale della
quantità di moto, quindi la forza di interazione moneta-suolo dipenderà da
quanto velocemente la moneta è rallentata dal suolo: più questo è rigido,
più breve è l'interazione, maggiore è la forza.
ciao
Danilo

 la forsa che agisce sulla moneta, non la forsa che esercita la moneta.
invece va applicata anche in questo caso, ed e' cosi' che si risolve il
dilemma che poni, quando la moneta urta il piattino comincia a
rallentare, o almeno a cadere con un'accelerazione minore di g, questo
vuol dire che c'e' una forza che agisce sul corpo oltre la forza peso,
la bilancia non fa altro che misurare la risultante di queste forze,
quindi segna un peso minore di quello della moneta ferma
-- 
Saluti
Valar
ex-Maestro Jedi di Abulion Yorgen
ICQ 51287994
"Diciamo la verita': a tutti piacciono le minorenni, per questo c'e' una
legge!" Daniele Luttazzi

prima di rispondere all tue domande "semplici"
devo fare un commento (scusa la cattiveria) :
ristudiati tutta la cinematica e la dinamica
classica, cioè la meccanica, perchè mi pare
proprio che non hai capito i punti fondamentali !
1) quando il corpo arriva a terra non è più in
moto quindi non ha energia cinetica, cioè di
movimento. L'energia non è scomparsa, ma è
considerata nulla solo se si prende il punto di
arrivo come "quota zero".
L'energia potenziale gravitazionale (così come in
qualunque altro campo conservativo) non ha un
valore assoluto, ma conta solo in relazione ad un
punto di riferimento.
Insomma : se il tuo corpo dopo essere arrivato a
terra cade in un buco... ha di nuovo tutta la sua
energia !
2) quando la moneta tocca la molla, oltre ad
esercitare la forza dovuta al suo peso (relativa
alla sua massa) esercita una forza dovuta alla sua
velocità... o meglio alla sua inerzia. prova a
pensare a una macchina che si stampa contro un
muro ai 20 km/h...questo ti servirà per non fare
confusione con la forza peso. Cioè hai due forze
in gioco nel caso della moneta.
Pensa di nuovo all'auto : quando l'auto si ferma
perchè abtte contro il muro, la sua velocità passa
in una frazione di secondo (dt) da 20 km/h a zero
, questo costituisce un impulso, cioè una
variazione di quantità di moto, cioè una forza.
F * dt = m * dv
Siccome il muro è rigido non si sposta, invece la
molla si sposta un po' e poi ritorna alla
posizione iin cui deve equilibrare soltanto la
forza peso.
La frase "con che forza la moneta arrivi a terra"
non ha senso...pensaci !
le domande sono semplici se uno ha chiaro il
quadro della meccanica... forse tu hai un po'
troppi punti oscuri..scusa se te lo dico in questo
modo...
Soprattutto è difficile rispondere alle tue
domande perchè non è chiaro quali siano i dati a
tua disposizione !
ciao
--
Posted from 
mail2.galactica.it
 [212.41.208.19] (may be forged) 
via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG

 quindi segna un peso minore di quello della moneta ferma
secondo me la forza peso non va considerata in questo contesto, cioe` la
bilancia non misura la forza peso piu` quella dovuta alla decelerazione,
ma solo quest'ultima, (che e` maggiore della forza peso). Fp forza peso,
Fb forza esercitata dalla bilancia sull'oggetto che cade (la bilancia
misura solo Fb)
Fp-Fb=ma 
se la moneta decelera Fb>Fp, ma mi pare possa indurre in errore dire che
la bilancia misura la Fp piu` quella che da` la decelerazione.
Ciao
Franco


Michelangelo
Ciao e 73-51 de Tartaruga .
.oO-=> TARTARUGA (* Gabriele *) <=-Oo.
E-Mail: 
ru...@ita.flashnet.it
  ---->  
rug...@tin.it
http://www.geocities.com/ita490/
"Chi dorme non piglia pesci, ma chi non dorme, alla fin fine...muore..." (C) Tartaruga 1999 ;-)

 la forsa che agisce sulla moneta, non la forsa che esercita la
moneta.
invece va applicata anche in questo caso, ed e' cosi' che si risolve
il
dilemma che poni, quando la moneta urta il piattino comincia a
rallentare, o almeno a cadere con un'accelerazione minore di g, questo
vuol dire che c'e' una forza che agisce sul corpo oltre la forza peso,
la bilancia non fa altro che misurare la risultante di queste forze,
quindi segna un peso minore di quello della moneta ferma
-----------------
qui invece sono d'accordo...
perň forse Michelangelo voleva qualche altra spiegazione...
la confusione probabilmente deriva dal fatto che ci sono due forze in
gioco:
la forza peso del corpo (che il
corpo esercita anche da fermo) e la forza impulsiva esercitata dal
corpo quando impatta sulla molla.
Per capire meglio la distinzione puoi trasformare il tuo problema in
un problema orizzontale: immagina di avere un'auto che sbatte ai 20
km/h contro un muro : che forza riceve la macchina ?
Devi considerare il teorema dell'impulso F * dt = m * dv
--
Posted from 
mail5.galactica.it
 [212.41.208.22] (may be forged) 


1)
supponendo che il corpo cada nel vuoto, la conservazione dell'energia
si applica ad uno stato iniziale e finale.
Quando il corpo tocca terra, non si muove più, quindi non ha più
energia di movimento (cinetica).
Il fatto che il suolo venga assunto come "quota zero", non significa
che il corpo non abia più energia potenziale. Immagina che il corpo
sia caduto su un tavolo anzichè a terra (e che tu abiba ssunto il
tavolo come quota = 0) e che improvvisamente nel tavolo si apra una
botola : il tuo corpo continuerebbe a cadere, il che significherebbe
che aveva ancora dell'energia potenziale disponibile per trasformarsi
in cinetica.
Infatti l'energia potenziale è una funzione defnita a meno di una
costante additiva (che dipende dal punto di riferimento che si prende
come zero dell'energia stessa). Quello che conta non è il valore
assoluto dell'energia potenziale, bensì le differenze tra energia
iniziale e finale.
2)
nel tuo problema ci sono due forze: la forza peso del corpo (che il
corpo esercita anche da fermo) e la forza impulsiva esercitata dal
corpo quando impatta sulla molla.
Per capire meglio la distinzione puoi trasformare il tuo problema in
un problema orizzontale: immagina di avere un'auto che sbatte ai 20
km/h contro un muro : che forza riceve la macchina ?
Devi considerare il teorema dell'impulso F * dt = m * dv
cioè l'auto passa in una frazione di secondo (dt) da 20 km/h a zero, e
questo costituisce una decelerazione rapidissima, cioè una forza
impulsiva.
Lo stesso accade con la moneta che impatta la molla, solo che la molla
non è rigida come il muro e quindi si deforma per equilibrare la
forza. Quando la molla torna su, la forza impulsiva è finita e la
molla equilibra soltanto la forza peso esercitata dalla gravità sulla
massa della molla.
Puoi anche immaginare il problema orizzontale con la molla al posto
del muro. secondo me può aiutarti a scomporre il problema nelle due
forze.
ciao


scusa Franco, ma allora tu sostieni che nel momento in cui l'oggetto
 tocca la molla, è senza peso ???????
quando la molla è al massimo della compressione ( e segna un peso
maggiore del peso della moneta in quiete), si ha l'equilibrio delle
forze:
da una parte la reazione elastica della molla, e dall'altra il peso+la
forza impulsiva.
Poi la forza impulsiva "scompare" (nel senso che la velocià va a zero)
e quindi resta solo il peso che viene equilibrato dalla forza elastica
della molla
mg=kx
(dove x è la distanza di cui si comprime la molla rispetto alla sua
posizione di equilibrio quando è scarica)
ciao
--
Posted from 
mail2.galactica.it
 [212.41.208.19] (may be forged) 



  Scusate  un po`, la bilancia e` una molla e quello che leggi sulla scala
  e` solo la compressione della molla, ovvero la forza che esercita sul corpo che la
  comprime. Se butto la moneta sulla bilancia (urto completamente anaelastico 
  istantaneo), la molla proprio perche` vale F= ma, deve esercitare una forza sulla
  moneta per fermarla tale forza varia nel tempo aumentando fino ad un massimo, ma e` chiaro
  che e` in tale situazione di massima compressione la forza esercitata dalla molla sul
  corpo e` *maggiore* di quella che eserciterebbe sulla moneta ferma in equilibrio con la bilancia
  (se fossimo in assenza di gravita` all`equilibrio la compressione della molla sarebbe zero,
  mentre se ci lanci sopra la moneta e` sicuramente non nullo). Quindi l`indice della bilancia 
  superera` valore del peso della moneta per poi cominciare ad oscillare con 
  oscillazioni smorzate (a causa degli attriti) attorno al valore del peso della
  moneta fino a fermarsi a tale valore. Se non ci sono attriti, si innesca un moto oscillatorio
  infinito e periodico attorno al valore di compressione corrispondente al peso della moneta.
   Siete d`accordo?
   Ciao, Valter

 posizione di equilibrio quando è scarica)
Certo messa in questo modo e` corretto, e stai applicando il teorema
dell'impulso (F*dt=m*dv) per ricavare la forza in eccesso al peso. 
Visto che il post iniziale faceva riferimento a F=m*a ho analizzato il
problema in termini di forze: sulla moneta c'e' la forza peso (e se
dietro la moneta ci metti anche un razzetto c'e' pure questa forza) e
poi c'e' la reazione vincolare data dalla bilancia sulla moneta (che e`
l'unica misurata dalla bilancia). Per decelerare la moneta la reazione
vincolare deve essere maggiore della forza peso. 
Ovviamente puoi anche usare l'impulso, anche se la soluzione migliore
(se vuoi solo vedere il massimo della indicazione della bilancia a
molla) e` quella di usare l'energia.
Ciao
Grazie
Franco

 Se si aprisse un buco sotto di esso, ricomincerebbe a cadere.
un campo di forze constante ha sempre dei punti a energia potenziale
piu' alta di altri, ma questo nuon vuol dire che un corpo ad un certo
momento puo' fermarsi se non a causa di attrito (che fine fa la
consrvazione della quantita' di moto? e la conservazione dell'energia a
che serve, se spostando lo 0 del potenziale posso fa avere ad un copor
l'energia che volgio nell'istante che voglio), solo perche' se sposto lo
0 del potenziale riottengo un punto a energia maggiore di 0, non siamo
autorizzati a spostare lo 0 del potenziale durante lo studio di uno
stesso sistema perche' cosi' facendo introduciamo una dipendenza
temporale nella costante di integrazione dell'energia potenziale e
questo non e' corretto. La costante e' arbitraria finche' non comincia
l'analisi del sistema, dopodiche' la devi tenere fissa


 
perfettamente, in effetti era quello che volevo dire io, ma l'ho esposto
una schifezza
Come fa notare Isil nei freezer piu' vecchi (immagino si riferisca a
quelli degli anni 60 o giu di li') non accadeva, e infatti in quei
freezer nonc'era la guarnizione a ventosa ma si chiudeva con una
maniglia


 ma solo quest'ultima, (che e` maggiore della forza peso).
se fosse cosi' dovrebbe misurare un peso negativo (la forza che decelera
e' rivolta verso l'alto) 
la bilancia misura la risultate di tutte le forze, compresa la forza
peso (eltrimenti come farebbe a misurare il solo peso in assenza di
altre forze?)


Rispondo alla tua prima domanda per scarsità di tempo.
Il grave inizialmente aveva un contenuto di energia completamente
potenziale, questa stessa energia si trasforma in cinetica poco a poco con
l'aumentare della velocità del grave, fino a che non si raggiunge il suolo
(ovvero il minimo di energia potenziale) dove il grave si ferma di colpo.
Matematicamente per passare dall'accelerazione alla velocità allo
spostamento del punto materiale si deve far uso di integrali.
Quindi, se:
a(t)=-g
v(t)=v0-g*t
x(t)=x0+v0*t-.5*g*t**2    (dove t**2 sta per: elevato al quadrato)
Ad ognuno di questi passaggi corrisponde un integrale. Quando si parla di
campi conservativi, non si può far riferimento a valori assoluti del
potenziale (nel nostro caso energia potenziale), ma solo a variazioni di
questo, ovvero alla differenza tra il valore iniziale e quello finale: V1-V2
questo perché come dicevamo prima il valore assoluto è affetto da una
costante di indeterminazione che si introduca ogni qual volta si fa uso
dell'operazione di integrale.
Quindi al termine della caduta l'energia potenziale (V1-V2) si sarà
trasformata completamente in energia cinetica (.5*m*v**2), tranne che per un
piccolo quantitativo dissipato dall'urto con il suolo. Tale dissipazione si
manifesterà sotto forma di riscaldamento del grave, quindi sarà energia del
tutto persa come sai per l'aumento dell'entropia (prima e seconda legge
della termodinamica).

ok franco...ci siamo capiti :->
mi sa che siamo al limite della mas*****zione mentale...
basta con questa moneta e questa molla...
speriamo che Michelangelo sia soddisfatto..
*_*
ciao
--
Posted from 
mail3.galactica.it
 [212.41.208.20] (may be forged) 


risposta a :

   Siete d`accordo?
   Ciao, Valter
-----------
Si sono d'accordo... io l'avevo analizzato solo da un punto di vista più
"ideale"... cioè mi disinteressavo di un eventuale successiva oscillazionne
più o meno smorzata... insomma, viaggio di sola andata...
comunque anch'io avevo suggerito di eliminare la gravità per capire
meglio... e quindi di fare un esempio in orizzontale... (tipo crash test )
Analogamente avevo fatto nel caso dell'oggetto che cade a terra: immaginavo
che cadesse e restasse fermo lì... troppo galileiana la cosa eh ?
ciao
ele
--
Posted from 
mail1.galactica.it
 [212.41.208.18] (may be forged) 


 altre forze?)
La vedo in questo modo: la forza peso Fp agisce sulla massa (e tira in
giu`). La reazione del vincolo dato dalla bilancia Fb agisce anche lei
sulla massa (e tira in su). La differenza fra queste forze e` quella che
da` luogo all'accelerazione
(Fp-Fb)=m a 
(nota che i versi di riferimento delle due forze sono opposti, e quindi
in condizioni normali Fp e Fb sono entrambi positivi. L'accelerazione ha
verso diretto in basso). 
La bilancia misura solo Fb, e quando la massa si e` fermata a=0 e quindi
Fb=Fp.
Non misuro la forza peso, misuro la reazione vincolare che la massa
riceve dalla bilancia. 
Credo che stiamo dicendo la stessa cosa, ma con versi di riferimento e
metodologie diverse. 
Ciao
Franco

 
assolutamente si, in effetti era quello che volevo dire io, ma l'ho
esposto molto male



--perfettamente, in effetti era quello che volevo dire io, ma l'ho esposto
--una schifezza
--Come fa notare Isil nei freezer piu' vecchi (immagino si riferisca a
--quelli degli anni 60 o giu di li') non accadeva, e infatti in quei
--freezer nonc'era la guarnizione a ventosa ma si chiudeva con una
--maniglia
----
--Saluti
--Valar
caro ex-maestro Jedi (ma che dici ??)  mi sa che hai sbagliato
messaggio..:-))
che lo sforzo sia con te
ciao
ele
--
Posted from 
mail2.galactica.it
 [212.41.208.19] (may be forged) 


----------------------
Risposta a Valar:






--
Saluti
Valar
----------------------
ok....forse mi sono spiegata MALISSIMO...
quando il corpo arriva sul pavimento, se l'urto č perfettamente anelastico,
si spiaccica a terra, e l'energia 1/2 m v^2 viene tutta dissipata nell'urto.
quello che voglio dire č che se da questo momento in poi ricominciamo ad
osservare il sistema, mettiamo a zero il nostro cronometro, con la bacchetta
magica facciamo apparire un buco sotto la pallina spiaccicata, e per un
certo numero (grande) di metri, nel nostro buco c'č ancora un bel campo
gravitazionale "g" uguale a quello che c'era sopra...tutto ricomincia da
capo...no ?
ciao
ele
--
Posted from 
mail3.galactica.it
 [212.41.208.20] (may be forged) 


 
ho sbagliato il cut&paste
