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Titolo: esercizio di cinematica

Vi propongo un esercizio di fisica che a me, povero studente di medicina,
ha causato discussioni non ancora risolte (della serie: medici ignoranti in
fisica).
un'auto che si schianta contro un altra auto esattamente uguale
che viaggia alla stessa velocità, sulla stessa direzione ma con verso
opposto subisce un danno pari o doppio a quello che subisce un'altra auto,
uguale alla precedente, che si schianta contro un muro disposto
perpendicolarmente all'auto e considerato non sfondabile (ad esempio una
montagna) ed incapace di assorbire energia?
A mio parere la risposta è:
uguale (l'energia dissipata nel primo scontro è 1/2 mv quadro e viene
assorbita completamente dalla macchina mentre nel secondo scontro l'energia
è doppia: 1/2mv quadro per ogni singola macchina in gioco da ripartirsi
equamente tra le due macchine).
ad ogni modo in molti mi hanno contestato
questa risposta portandomi queste due motivazioni:
1: il danno subito da
un auto che si schianta contro un'auto uguale ferma è ovviamente inferiore
ad un danno subito da questa stessa auto quando si schianta mentre l'altra
auto è in movimento (NB in questo risposta però si considera al posto di un
muro un'auto, capace cioè di assorbire energia).
2: il danno subito da un
auto che si schianta contro un muro è ovviamente inferiore al danno che
subirebbe quell'auto se il muro si muovesse verso di lei. (NB in questo
caso non è stato considerata l'energia cinetica del muro che si muove che
essendo la massa decisamente superiore è decisamente superiore
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Inviato via 
http://usenet.iol.it

 uguale 
Non sono molto d'accordo. Prova a cambiare riferimento e a viaggiare 
con l'auto che viaggia con velocita' opposta. In questo rif., la tua 
auto e' ferma e l'altra si muove verso di te con velocita' *doppia*!
In entrambi i rif. il "danno" dev'essere lo stesso (si chiama 
principio di relativita' delle leggi fisiche), di conseguenza... 
Ciao
  Paola

 wrote in message
[cut]

[cut]
Come prima approssimazione direi che l'urto contro un muro impenetrabile e
immobile equivalga all'urto contro un'altra auto uguale che si muova con
velocita' uguale e opposta, in pratica perche' i due urti fossero
esattamente equivalenti occorrerebbe che la seconda auto si comportasse come
una immagine speculare della prima, ad es. una "guida a sinistra" si
trasformerebbe in una "guida a destra", e comunque nella realta'
intervengono tanti altri fattori, ad es. un urto tra due auto non e' mai
esattamente frontale ecc..
Al punto 1 hai gia' dato la corretta risposta, ovverosia che l'urto contro
un'auto inizialmente ferma e' certo meno dannoso dell'urto contro un muro di
grande massa fermo, per il punto 2 si puo' dire che in prima approssimazione
cio' che conta e' la velocita' relativa di auto e muro, trascurando per es.
il fatto che in un caso (auto in moto, muro fermo) le ruote dell'auto sono
in moto rispetto all'auto e nell'altro (auto ferma, muro in moto) no, e
cosi' via.
Osservo ancora che capisco cosa voglia dire un danno "pari", non capisco
cosa sia un danno "doppio", se non dici come si misura il danno!
Giorgio Bibbiani

Potresti gentilmente scrivere il testo del problema cosě come te lo hanno
posto?
Ciao.

 wrote in message
151Z30Z12Z62Y...@usenet.iol.it...

Premetto che non sono un fisico, ma un povero ingegnere meccanico, per cui
sono ospite malvisto in questo NG.
La tua risposta è stata esatta  in  linea puramente teorica, in quanto è
basata sul presupposto che il muro sia infinitamente rigido nel suo
complesso, mentre è elastico in una buona misura,  ed  è  anche  plastico.
Per quanto riguarda il muro che si muove verso l' auto, equivale
perfettamente a quello dell' auto che si muove verso il muro, ad una
condizione però :  che il movimento del muro, anche durante e dopo l' urto
resti del tipo rettilineo uniforme e non subisca quindi alcuna accelerazione
conseguente all' urto.
La realtà è leggermente diversa dalla teorìa.
Infatti il muro è elastico e cede alla spinta, che si verifica all' urto,
assorbendo energia in tal modo, che restituisce alla vettura respingendola
indietro e deformandola
Ma il muro una parte dell' energia la assorbe perché è anche plastico.
Quindi l' energia iniziale della vettura viene dissipata in parte nel muro
elastoplastico, in quanto subisce deformazioni plastiche permanenti.
Nel caso dello scontro con un' altra vettura uguale, invece, l' energia di
ciascuna delle due vetture viene assorbita soltanto da loro, per cui i danni
di ciascuna vettura sono superiori a quelli, che si verificherebbero nell'
urto contro il muro, di ciascuna di esse.
Logicamente a parità di velocità.
Romano

  Paola



Scusami per l'inadeguatezza dei termini. Io
intendevo per "danno di una macchina" l'energia dissipata su ogni singola
macchina e quindi misuro questo in joule.
Grazie ancora per l'aiuto.


Ciao.
Scusami per l'inadeguatezza delle parole ma, come sai,
studio medicina e di fisica so abbastanza poco per sapermi spiegare
correttamente.
Praticamente questo problema č sorto ad un corso di
emergenza che stavo frequentando. In quel frangente il docente ha detto che
due auto che fanno un frontale ai 50 Km/h č l'equivalente di un auto che va
contro un muro ai 100 Km/h
Scusami ancora
Massimo


 uguale (l'energia dissipata nel primo scontro è 1/2 mv quadro e viene
ma! il fatto è che gli urti è bene che restino teoria. Tu hai praticamente
due macchine che implodono (cioè si schiantano e restano appiccicate), cioè
un urto totalmente anelastico (alquanto difficile nella realtà, soprattutto
per quel Totalmente...), il che vuol dire che si conserva solo la quantità
di moto (le due auto di pari massa hanno velocità opposte, la loro somma è
quindi zero, cioè la velocità delle due auto implose). al che tu dirai "ma
l'energia cinetica?", bhé in questo urto TEORICO totalmente anelastico si
dissipa completamente. Ammesso che venga ripartita a metà esatta (che come
Giorgio Bibbiani faceva notare è mooOOoolto difficile), per ogni macchina e
la sua energia cinetica. Per rispondere all'obiezione di Paola Pannuti,
basterà fare un po' di chiarezza. Attenzione a non prendere un osservatore
NON inerziale (cioè sottoposto a forze) ed a fare considerazioni come
energia che si dissipa o si conserva, nel tuo sistema sennò si distrugge
energia senza spiegazioni, mentre invece basterà ricordarsi che il tuo
osservatore (trascurando la forza peso) subisce l'effetto delle forze che
agiscono durante l'urto (oh!, se la velocità passa da v a zero qualcuno avrà
lavorato per questo, no? :). Sennò arrivi ai paradossi: quando fai un
inicidente è il mondo, che fino ad allora si muoveva dal tuo davanti al tuo
dietro, balzasse prima in avanti, poi in dietro, poi si fermasse, dal tuo
punto di vista una catastrofe, da quello di un passante un tamponamento.
Tornando al discorso dopo la "piccola" giunta, quando vai a sbattere contro
il muro, hai di nuovo un urto totalmente anelastico. L'unica cosa che cambia
fra i due urti è la quantità di energia totale che si dissipa, nel primo
doppia rispetto al secondo. Ma siccome le macchine su cui ripartirla sono il
doppio nel primo caso, a ciascuna non cambia nulla.
--
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Immortalis
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ICQ: 11886482
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Ragazzi, ma non credete che sia il caso di stabilire a priori, se il muro
subisce deformazioni e rotture permanenti o no ?
Ricordatevi che deformazioni plastiche o rotture, o buchi, equivalgono ad
energia dissipata.
Dr. Ing. Romano De Simone, meccanico

 Massimo
Ha preso una svista, perché la velocità compare al quadrato nell'
espressione dell' energia cinetica, e non alla prima potenza.
Romano
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 energia dissipata.
Credo che in questa situazione il muro sia ipotizzato indeformabile e
fisso, confrontato con l'automobile che invece si deforma (parecchio).
Quello citato da massimo e' un classico luogo comune...
Un frontale tra due auto che vanno a 50 Km/h e' equivalente a investire
un'auto ferma a 100 Km/h, ma non ad investire un muro.
E' invece equivalente (almeno in prima approssimazione) ad investire un
muro, ma a 50 Km/h.
Ciao.
-- 
 Daniele Orlandi
 Planet Srl


Non  sono  d'  accordo,  perche  in  realtà  il  muro  si  deforma  ed  in
particolare  l'  auto  lo  penetra  per  una  certa  misura.
Eì  proprio  questa  penetrazione,  che  consente  all'  auto  di  aumentare
di  poco  il  suo  percorso,  con  il  risultato  di  subire  minori  danni.
Ed  il  muro  si  deforma  assorbendo  energia.
Romano
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 di  poco  il  suo  percorso,  con  il  risultato  di  subire  minori  danni.
Quanto sarebbe la differenza tra un muro ideale e uno non ideale ?


Romano
sembra umpossibile ma tutti dicono la stessa cosa senza
specificarne l'entità
è abbastanza chiaro che l'urto contro un muro è meno
dannoso del frontale tra due auto a pari velocità in quanto il muro è in
grado di assorbire energia. ma qual'è l'entità di questo assorbimento?
chiaramente dipende da cosa è fatto il muro (altrimenti investire un muro
di granito sarebbe equivalente ad assorbire un muro di materassi). qualcuno
ha una vaga idea di quale sia la capacità di assorbire energia di un muro
medio? 1%? 5%? 10%? 50%?


 wrote in message
151Z30Z20Z34Y9...@usenet.iol.it...

Il  muro  assorbe  tanta  più  energia,  quanto  più  è  deformabile,  entro
certi  limiti.
Ho  dovuto esaminare  la  rottura  di  due  muretti  di  blocchetti  di
tufo,  spezzati  alla  base  e  lanciati  ciascuno  a dieci metri  di
distanza.
La  percentuale  di  energia  assorbita  dal  muro,  secondo  la  mia
esperienza,  varia  dal  10%  fino  al  50%.
Romano  -  Ingegnere  meccanico
