Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: forza centripeta/ centrifuga

Forse per chi frequenta questo gruppo il mio dubbio è banale ma ringrazio
chi mi chiarirà le idee.
Il peso di un uomo al polo della terra è 700 N e devo calcolare l'attrazione
verso il suolo all'equatore supponendo la terra sferica.
Ricavo la massa dell'uomo da 700 = (G x M terra x massa uomo) / Rterra^2
Calcolo la forza centripeta = m x v^2 / R
Per calcolare il peso all'equatore devo sottrarre questa forza al peso di
700 N.
Capisco concettualmente che se all'equatore c'è la rotazione la forza
"centrifuga" fa diminuire l'attrazione verso la terra e va sottratta al peso
ma non capisco la spiegazione: la forza centripeta è diretta verso il centro
della terra e mi verrebbe da sommarla al peso.
Credo di non aver capito che relazione c'è tra forza centripeta e centrifuga
(forza fittizia?!)
Grazie
Sara
--
Nuova moderazione in fase di test - perdonate i disagi

Credo di non aver capito che relazione c'č tra forza centripeta e



Per capire basta immaginare di estremizzare il fenomeno, aumentando la
velocità di rotazione, fino a far "partire" verso lo spazio esterno il
soggetto.
Ammesso che il pianeta non si disgreghi prima di tale partenza.
Centrifugo  :  è la forza peso, diretta verso il centro in quanto è anche il
baricentro.
                      è anche l' accelerazione dovuta al moto rotatorio, che
fa nascere un reazione  (forza d' inerzia)  in senso esattamente contrario,
cioè verso l' esterno.
Ciao Romano


Un argomento chiave della meccanica classica e non solo, è lo studio del
moto in relazione al sistema di riferimento!
Una ripassatina............


Come è possibile fare una tal confusione??
EWA ha scritto:
"Non esiste la forza centripeta ma esiste solo l'accelerazione centripeta",
in seguito ha riportato la 2° legge di N. F=ma
L'unica soluzione a tale affermazione è che si annulli la massa del povero
omino che sta sotto il sole dell'equatore...a beh sì beh....il sole!!!


 (forza fittizia?!)
Le forze che agiscono sul corpo sono: 
1) forza gravitazionale (diretta verso il basso, cio' entrante "nella
terra")
2) spinta del suolo (diretta verso l'alto, cioe' uscente "dalla terra")
Il modulo della seconda e' il peso.
Evidentemente se conosci il moto della persona (e' quello di rotazione
attorno all'asse terrestre ad una distanza pari al raggio) e la forza
di gravita' puoi ricavarti il peso:
	peso = | m*acc. - forza grav.|   (intese come vettori)
Benissimo, l'hai gia' fatto.
Il punto che ti pare strano che il peso sia minore.
Ma non e' strano affatto: la spinta del suolo non bilancia la forza
gravitazionale, cosi' i corpi precipitano tutti. In effetti "cadono"
verso la
terra dal momento che compiono un moto circolare.
Per inciso dissento da coloro che affermano che non esiste una forza
centripeta mentre ne esiste una centrifuga.
Bisogna capirsi sui termini: nei sist. di rif. inerziali la forza
centrifuga
non ci sta', in quelli non inerziali le forze fittizie sono l'arzigogolo
per far valere ancora la F=ma e sono dei pezzi dell'accelerazione (risp.
ad un SR inerziale).
Aggiungo che la maggior parte dei fisici che conosco odiano
profondamente
il termine "forza centrifuga".
(Per qualche strana ragione pare invece amino molto la forza di
Coriolis...)
bye
	Luca
--
Posted from 
relay.sns.it
 [192.167.206.90] 
via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG


 
Ciao, proprio per niente!! :-)
(Intanto si dice centripeTa non centripeDa).
In generale, per avere un moto non rettilineo da parte 
di un punto materiale in un sistema di riferimento inerziale  
e' necessario che la forza totale agente sul punto abbia 
una componente centripeta, cioe' che punti verso il
centro del "cerchio osculatore" alla curva. Ma non andiamo
subito nel difficile.
Per semplificare le cose prendiamo un moto circolare uniforme
di un punto materiale,cioe' che avviene lungo una circonferenza
e con modulo della velocita'costante. 
In tal caso si vede che l'accelerazione del punto, il
*vettore* a, punta sempre verso il centro della circonferenza
ed ha modulo costante. Sia m al maasa del punto, applicando 
quindi la seconda legge della dinamica: 
F= m a
dove F e a sono il *vettore* forza totale agente 
sul punto ed il vettore accelerazione accelerazione del punto 
rispettivamente, si vede la forza totale, *di qualunque
natura essa sia* (elettromagnetica, gravitazionale, dovuta 
all'attrito), deve essere *centripeta*, cioe' diretta verso 
il centro della circonferenza  perche' parallela ed equiversa 
all'accelerazione che e' come detto *centripeta*.
Quindi *centripeta* non caratterizza la natura della forza
(cioe' se e' elettrica, gravitazionale,... o una combinazione 
di queste, ma caratterizza solo il particolare modo geometrico
nella quale agisce durante il moto considerato).
Tutto questo se il moto e' descritto da un riferimento inerziale
in cui il punto e' visto percorrere una circonferenza con modulo
della velocita' costante. Ora mettiamoci in quiete con il punto,
scegliendo pertanto un riferimento *accelerato* rispetto al 
precedente riferimento inerziale. Il nuovo riferimento NON puo' 
essere inerziale per costruzione.
Nel nuovo riferimento il punto e' fermo, per cuila sua
accelerazione e' nulla a'=0. Se vogliamo ancora applicare 
la seconda legge della dinamica forzando lo schema della 
dinamica (perche' la seconda legge ed il concetto di forza 
hanno senso proprio solo nei sistemi inerziali, dovra' 
dunque essere
F'= m a' = 0
Quindi la somma di tutte le forze agenti sul punto deve 
essere nulla. Ammettendo per fare quadrare i conti siamo 
costretti ad assumere che sul punto, oltre alla precedente 
forza centripeta F agisca una nuova forza f in modo tale che 
F' = F+f = 0
Quindi f deve essere "centrifuga" per annullare una forza 
centripeta.
f e' una forza apparente perche' non ha una causa fisica 
(non e' dovuta alla presenza di un secondo corpo che interagisce
con il punto materiale, come era invece per F, non soddisfa 
il principio di azione e reazione...).
Dal punto di vista *pratico*, quando siamo in auto e facciamo
una curva, sentiamo le pareti della macchina e/o il sedile che 
ci spingono, bene quella e' la forza *centripeta* che ci permette
di compiere la curva.
Veniamo al problema di Sara.
Mettiamoci in un sistema inerziale in cui la terra e' vista 
ruotare.Il corpo e' all'equatore ed e' solidale  con la terra. 
Pensiamo il corpo sul piatto di una bilancia (a molla) in 
quiete sulla terra. Sul corpo agiscono DUE forze *in direzione 
radiale*
1) la forza di gravita' mg, verso il centro della terra (g e'
l'accelerazione gravitazionale nel punto considerato, che 
per semplicita' si puo' pensare uguale su tutta la superficie
terrestre [ma non lo e'!]). 
2) la reazione vincolare N del fondo della bilancia con cui 
cerchiamo di misurare il peso effettivo del corpo.
N e'radiale di verso uscente dal centro della terra.
Deve essere, dove a e' il vettore di accelerazione 
*centripeta*, noto:
mg + N = m a
quindi
N = ma - mg
Il peso effettivo e' P = -N = mg - ma, ossia
P = mg - ma
Se proprio vuoi complicarti la vita con le forze apparenti
centrifughe, l'equazione di sopra la puoi leggere anche,
mettendoti in un sistema NON inerziale in quiete con la terra,
come:
P = mg + f,
dove f e' la forza centrifuga = -ma.
Attenzione che g e' diretta verso il centro della terra e P 
anche mentre f=-ma ha verso opposto, per cui |P| < m|g| ed il 
peso effettivo e' dunque minore di quello in assenza di rotazione 
(al polo).
Ciao, Valter



Ciao Walter,
non sono d'accordo.
Ti spiego perche'. La maggior parte dei
miei allievi, nell'affrontare un moto
circolare tipo questo (), inizia cosi':
-Bhe' c'e' la forza di gravita'
-Siii,
-Poi c'e' la forza del terreno,
-Siii,
-e poi c'e la FORZA CENTRIPETA....
con grande soddisfazione dell'allievo,
(io meno).
Insomma a mio avviso il solo parlarne confonde le idee,
in primo luogo perche' si pensa ad una terza forza,
poi perche' si perde di generalita'. Si pensi per esempio
ad un moto circolare non uniforme. Che senso ha piu' parlare
di forza centripeta?
Ciao.
--
Dr. Alessandro Mura
CNR-IFSI
"Your mouse has moved. This will have effect
in you next session" (B.G.)


 Ciao.
  Ciao, 
  nel moto circolare uniforme c'e' SOLAMENTE la forza 
  CENTRIPETA e basta, lo converrai no?. E basterebbe spiegare 
  agli allievi che CENTRIPETA non vuol dire un particolare tipo 
  di forza (come gravitazionale o elettrica) ma e' solo una 
  caratterizzazione GEOMETRICA. 
  Scusa ma a questo punto mi vengono spontanee delle domande.
  Come fai fai a spiegare la dinamica ai tuoi allievi, voglio dire
  non fai distinzione tra forze vere e forze inerziali?
  Come fai poi a spiegare il principio di azione e reazione?
  Qual'e' la forza che completa ai fini del principio azione-reazione
  la forza centrifuga?  Cosa e' che *genera* la forza centrifuga?
 
  A mio avviso parlare di forza centrifuga confonde le idee,
  specialmente quando ci si deve occupare di problemi un po'
  piu' complicati che non siano quelli relativi alla *statica*
  dei corpi sulla terra, perche' se si muovono rispetto alla terra
  ci devi anche mettere la forza di Coriolis se vuoi descrivere
  tutto nel sistema della terra... e quella come la spieghi?. 
  L'unico modo di spiegare chiaramente queste cose e' di riferirsi
  ad un sistema inerziale e mostrare che se facciamo i conti
  in uno non inerziale allora, se vogliamo mantenere la formulazione
  newtoniana dobbiamo *inventarci* delle forze.
 
 
  Non so a che livello insegni, ma poi ti assicuro che quando
  a meccanica razionale (ma anche a fisica I) all'universita' 
  si deve spiegare come impostare un banale problema di meccanica 
  allora bisogna  smontare i pregiudizzi costruiti nella testa
  di quegli sfortunati studenti abituati a pensare in termini
  di forze centrifughe...
   Ciao, 
  Valter Moretti
  Dipartimento di Matematica
  Universita' di Trento


di forza centripeta?
Ha ugualmente senso.
Centripeta significa semplicemente verso il centro.
In un moto non uniforme avrai anche una componente tangenziale alla
traiettoria del moto e non solo una componente centripeta.



cut

sono perfettamente d'accordo...
mi interessa la tua opinione sulla mia risposta... leggila e dimmi se
ti piace
^___^
grazie
ciao
ele


 Sara


   CENTRIPETA e basta, lo converrai no?.
Non NE convengo e  mi spiego con un esempio:
Il cagnolino appeso allo specchietto della tua macchina,
quando fai una curva a destra, compie un moto (in prima approssimazione)
circolare uniforme. _Non_ e' soggetto ad alcuna forza che
sia diretta verso il centro di tale curva. Se poi mi vuoi dire
che la risultante.....ma questo e' un discorso da matematico...:-)
Per il resto....vedi il topic:-)
Alessandro Mura
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
Tor Vergata - Roma






--


 
 Infatti la risultante delle forze vere e apparenti e' centripeta
 in quel caso... La questione del fatto che le forze siano
 centripete e' geometrica. La fisica risiede solo nella questione
 se le forze siano "vere" o "apparenti"...
 Credo che stiamo solo usando linguaggi diversi...
 Ciao, valter


No. La sua comprensione è importante.
Dato un corpo in moto ed una forza ad esso applicata, la forza centripeta è
la componente vettoriale, di quella forza, perpendicolare alla traiettoria
del corpo in moto.
In sostanza è quella che permette di curvare una traiettoria di moto.
La forza centrifuga, equivalente alla forza centripeta ma con il segno
cambiato, è una forza fittizia usata per comodità di calcolo per togliere un
segno 'meno' che può essere scomodo.
Esempio, in una stazione spaziale rotante, la forza centrifuga è utilizzata
come un effetto di forza gravitazionale.
Tuttavia il suo utilizzo potrebbe portare a incomprensioni di alcuni
semplici problemi di meccanica del moto; nel problema classico di un peso
che è fatto ruotare all'estremità di una corda, l'uso della forza centrifuga
potrebbe portare all'errore di dire che allo spezzare della corda, il peso
prosegue il moto in direzione radiale.
P.S.
Nell'esempio in un thread precedente dell'uomo all'equatore:
Forza di gravità + Forza centripeta = Forza peso(o di reazione del suolo)
Cioè la forza di gravità, che è costante, è utilizzata in parte per generare
la forza centripeta. Quindi, il peso è minore.
Ramblyn.


Rispondo a Ramblyn e a Josef.
Forse non mi sono spiegato, o forse non
mi avete capito.
Parlare di forza centrifuga, a mio avviso e' un
errore perche' lo studente e' portato a pensare
che esiste una forza in piu'.
Per risolvere qualsivoglia moto
curvo, ed anche un moto circolare,
che e' un caso particolare del primo,
ed anche un moto circolare uniforme,
che e' un caso particolare del
secondo, e' sufficiente prendere
in considerazione un sistema di
riferimento *qualsiasi*.
In particolare, faccio sempre svolgere
i problemi in due riferimenti
classici, x,y e n,t. Ovviamente, un moto
balistico risultera' semplificato
nel primo ed un moto circolare nel secondo.
Lo studente a questo punto, dopo N problemi svolti,
capisce quello che gli conviene fare.
La forza centripeta *non* e' una forza,
e' la *componente* della somma delle forze
in un particolare sistema di riferimento,
dove tra l'altro preferisco che si parli di
componenti normale, binormale e tangenziale.
Sono convinto che didatticamente la differenza sia
rimarchevole.
Un saluto.
--
Dott. Alessandro Mura
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
CNR-IFSI


rimarchevole.
Ho riletto il messaggio a cui ti riferisci e penso stiamo dicendo la
stessa cosa, ma non avevo capito il tuo scopo.
Tu sostanzialmente intendi che parlare di forza centripeta sia
fuorviante per lo studente.
Capisco il senso della tua affermazione, però credo che il punto sia
proprio far capire allo studente che la forza centripeta non è una
forza nuova, un tipo di forza, ma una caratterizzazione geometrica.
Comunque non credo che sia fuorviante dire ad uno studente che , ad
es. , in un moto circolare non uniforme esiste una componente
centripeta e una componente tangenziale della forza agente.



