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Titolo: La fionda

Una fionda composta da una corda e un sasso ruota a una certa velocità 
angolare.
 
Un'altra fionda ruota alla stessa velocità angolare ma al posto del 
sasso c'è un guscio cavo contenente acqua, il cui peso e le cui 
dimensioni sono identici al sasso.
 
E' vero che, nel primo caso, sul sasso, nel riferimento rotante agisce 
una forza centripeta reale e una forza centrifuga "apparente", mentre 
nel secondo caso, nel sistema rotante, sul guscio pieno d'acqua agisce 
una forza centripeta reale e una forza centrifuga anch'essa reale?
 
-- 
- Luigi Fortunati


No, non e' vero.
 
frengo


Mi sembra che sia tutto un po' confuso comunque:
in entrambi i sistemi di riferimento (che evidentemente non sono 
inerziali) viene misurata una sola forza.  Sta a te identificarla e 
chiamarla come ti pare.
 
Daniele Fuà

frengo ha scritto:

Perché no?
 
Nel primo caso c'è una sola forza che agisce sul sasso, quindi la 
seconda forza (quella che "appare" nel riferimento rotante) non può 
essere reale.
 
Nel secondo caso la forza sul guscio (opposta alla forza centripeta 
della corda) che "appare" nel sistema rotante è esercitata dall'acqua 
ed è, quindi, reale.
 
-- 
- Luigi Fortunati

 
 
Vabbè, qui si fa sempre più confusione...
Allora mettici pure le forze tra le molecole - sia di acqua che del 
sasso - , quelle tra nuclei ed elettroni, quelle nucleari, la forza del 
pensiero, quella del destino, etc etc
 
In fondo anche le due ultime potrebbero rientrare nella definizione di 
forze apparenti, no?
:-)
 
Daniele Fuà

 ed è, quindi, reale.
 
Vedo con piacere che e' finalmente chiaro che in meccanica classica sono dette
"apparenti" le forze che occorre introdurre in un sistema di riferimento non 
inerziale per salvare formalmente la legge  F=ma. Sono pertanto dette "apparenti" 
esclusivamente le forze d'inerzia di trascinamento e la forza di Coriolis.
 
Quando si studia un problema dinamico (in un sistema di riferimento inerziale)
la prima cosa da fare e' analizzare tutte le forze agenti sul corpo considerato
(di massa m) per poi determinarne la risultante F.
Ma vogliamo specificare a quale *corpo* intendiamo applicare la legge F=ma ??! 
 
1) Corpo "scodella con acqua"  (F=f1)
- forza  f1 (centripeta) applicata al corpo dal filo della fionda
 
2) Corpo "acqua"  (F=f2)
- forza  f2 (centripeta) applicata all'acqua dalla scodella
 
3) Corpo "scodella"  (F=f1-f2)
- forza f1 (centripeta) applicata dal filo della fionda 
- forza -f2 applicata (per il principio di azione e reazione) alla scodella dall'acqua
 
Certo che in (3) la forza -f2 agente sulla scodella ha direzione-verso centrifugo, 
ma non si tratta di una forza d'inerzia di trascinamento: non e' "apparente".
 
Certo che nel riferimento rotante il corpo (1) scodella con acqua e' fermo sotto 
l'azione della forza "reale" f1 e quella d'inerzia di trascinamento "apparente"
centrifuga -f1.
 
 
Adesso che sembriamo andare d'accordo, possiamo alzare l'asticella e riprendere la 
piu' sottile domanda che ti avevo posto nel thread "Una strana forza": il peso di 
un corpo e' una forza reale o apparente?
 
-- 
    Elio Proietti
    Valgioie (TO)

Pangloss ha scritto:
 > Certo che nel riferimento rotante il corpo (1) scodella con acqua e'
 > fermo sotto l'azione della forza "reale" f1 e quella d'inerzia di
 > trascinamento "apparente" centrifuga -f1.
Visto che ti ci sei messo d'impegno (incredibile la capacità che ha LF
di trascinare la gente a occuparsi delle sue cavillose questioni)
avresti fatto bene a separare la f. centrifuga nelle due componenti
che agiscono sulla scodella e sull'acqua.
 
 
-- 
Elio Fabri

 componenti che agiscono sulla scodella e sull'acqua.
 
Non ho capito :( per favore potresti spiegarmelo? [sono serio]
 
Grazie se potrai
 
A.

 forza": il peso di un corpo e' una forza reale o apparente?
 
T'avevo già risposto ma forse il moderatore me l'ha rifiutata.
 
Ti rispondo adesso: il peso di un corpo è una forza reale.
 
-- 
- Luigi Fortunati

 Ti rispondo adesso: il peso di un corpo è una forza reale.
 
La risposta dipende da cosa si intenda per "peso" di un corpo.
La forza gravitazionale della teoria newtoniana e' ovviamente da considerarsi 
"reale": in questo senso hai ragione.
 
Nel thread di aprile "Ua strana forza" avevo invece suggerito di chiamare "peso" 
la forza che il passeggero esercita sul sedile del veicolo che lo trasporta.
Naturalmente chiunque e' libero di adottare la terminologia che vuole, a patto di
esplicitarla con chiarezza! Io preferisco decisamente definire il peso di un
corpo come la forza che esso esercita sul vincolo che lo tiene fermo nel sistema
di riferimento usato. Questa scelta e' ampiamente discussa nel mio pdf:
 
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Meccanica/massa_peso.pdf
 
 
Se consulti la wikipedia inglese alla voce "Weight" vedrai che tale definizione 
di peso non sia certo una mia trovata personale e che purtroppo sul significato
di questa fondamentale terminologia meccanica non sussista alcun accordo.
 
Il "peso" da me definito e' operativamente misurabile, a differenza delle forze 
gravitazionali e delle forze d'inerzia di trascinamento, che teoricamente lo
compongono ma che sono sperimentalmente indistinguibili: forze "reali" le prime, 
forze "apparenti" le seconde.
 
Nota che "operativamente misurabile" con strumenti dinamometrici _non_ significa
"reale" (come a suo tempo tu sostenevi) e che la tua "strana" forza esercitata 
dal passeggero sul sedile di un veicolo in moto vario e' un "peso" risultante da
forze reali ed apparenti.



Non capisco bene dove si voglia andare a parare e la smetto, ma se 
misuri il peso di un oggetto  prima al polo e poi all'equatore, mi 
aspetto due pesi diversi.  Puoi ancora dire che il peso sia una forza 
reale al 100%?
 
Boh!!!
 
Daniele

 reale al 100%?
 
Non mi sembra il caso di aggiungere confusione alle idee già confuse di 
Fortunati. Intanto, andrebbe approfondito perché ci si attende (e si 
verificano) pesi diversi. Ma soprattutto,  da come poni la domanda uno 
potrebbe pensare che si debba considerare il peso di un corpo una 
caratteristica intrinseca di quel corpo (corretto se si fa la solita 
confusione tra peso e massa ma sbagliato se  si assume la separazione 
usuale tra i due concetti).
 
Last but not least, è sempre una buona idea esplicitare cosa si intende 
con l'aggettivo "reale" in questo contesto.
 
Giorgio

 "peso" risultante da forze reali ed apparenti.
 
Questo è impossibile, perché anche la forza esercitata dal passeggero 
sul sedile di un veicolo in moto vario è "operativamente misurabile" 
con strumenti dinamometrici, quindi non può essere composta (neppure 
parzialmente) da forze che appaiono in un riferimento e scompaiono in 
un altro!
 
-- 
- Luigi Fortunati

 assolutamente essere "apparente" dato che ....
 
Mi ero illuso che tu avessi capito il significato della terminologia "reale" ed
"apparente" usato nella meccanica classica. Se cambi il significato delle parole
nel corso della discussione crei solo confusione. Se vuoi discutere di ontologia
vai su un ng di filosofia, qui sei OT. Chiudo definitivamente qui.    :-(


 dovuta alla rotazione terrestre.
....
 
 
Non sono completamente d'accordo. E' vero che la sola pesa-persone non è 
in grado, con esperimenti locali, di separare forza peso e forza 
centrifuga. Ma con un laboratorio un po' più attrezzato che con la sola 
pesa-persone, ce la fai benissimo a separare le due componenti. Basta 
misurare la forza di Coriolis che, dipendendo dalla velocità di un corpo 
di prova, variabile a piacere,  permette di ottenere la velocità 
angolare del sistema rotante. Misurata quella hai la forza centrifuga 
per via sperimentale.

 di prova, variabile a piacere
 
Come si fa operativamente a misurare la forza di Coriolis
 
-- 
 
Franco
 
 
---
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 Come si fa operativamente a misurare la forza di Coriolis
 
Provo a dare una mia risposta, poi se sbaglio
e/o interpreto male allora il Giorgio più egregio
mi correggerà ;-).
 
(Nel seguito tutte le grandezze, a parte quelle
necessariamente scalari, sono intese come vettoriali)
 
Intanto preciso delle ipotesi per il problema:
dato un corpo rigido massivo libero ruotante
intorno a un asse principale d'inerzia, quindi
con velocità angolare w costante, e dato un
riferimento K solidale al corpo, vogliamo
determinare la forza di gravità e le forze
inerziali agenti su un p.m. di prova di massa
m (essendo w costante, le forze inerziali sono
solo quella centrifuga e quella di Coriolis che
dipenderà dalla velocità del p.m.) in un punto P
fisso in K ed esterno al corpo.
 
Se il p.m. è vincolato in P, misurando
la forza vincolare su di esso si ricava
la somma Fs della forza di gravità Fg
e di quella centrifuga Fc agenti su di
esso, misurando 3 volte la forza totale agente
sul p.m. ora libero in P con 3 velocità
iniziali lungo 3 direzioni perpendicolari si
ricavano per differenza con Fs le forze di
Coriolis nei 3 casi e quindi si isola la
velocità angolare w.
A questo punto per separare la forza centrifuga
da quella gravitazionale si può sfruttare il
fatto che Fg ha divergenza nulla, considerando
una sferetta S centrata in P si integra Fs su S,
solo Fc contribuisce all'integrale che sarà
una funzione di m e di |w| e del raggio di S
che sono noti, e della distanza r di P dall'asse
di rotazione, quindi si può isolare r consentendo
così di ricavare Fc = m w^2 r e poi Fg per
differenza con Fs.
 
Ciao
 
-- 
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)


Uhm... questa mi sembra una forzatura!   ;-)
 
L'accelerazione centrifuga locale si determina per via teorica usando dati di
origine astronomica (raggio terrestre e latitudine locali oltre alla velocita'
angolare siderale).
Riconosco che (in linea di principio) il vettore velocita' angolare terrestre
possa essere (approssimativamente) determinato tramite piu' osservazioni dell'
accelerazione di Coriolis. Ma per calcolare l'accelerazione centrifuga bisogna 
conoscere anche il raggio terrestre locale e questo senza ricorre a dati non
misurabili nel laboratorio dove lo vai a pescare?


 differenza con Fs.
 
Non ho ricevuto osservazioni, ma
rileggendo mi sono accorto di una mancanza
nell'argomento precedente, in realtà per
calcolare Fg non basta la conoscenza di
|Fc| = m w^2 r, ma serve anche la sua orientazione,
dunque occorre conoscere l'_asse di rotazione_,
che si determina come luogo dei punti P' in
cui Fc è nulla, allora non bastano misure
locali in un solo punto P per separare Fc da Fg,
ma occorrono più misure all'esterno del corpo...



CARLO
 
 
Sia il sasso che il guscio d'acqua durante la rotazione vengono schiacciati contro la sacca della fionda e deformati (ovalizzati). Tale deformazione è osservabile rispetto a qualsiasi sdr, quindi entrambe le forze (centripeta e centrifuga) sono reali in entrambi i casi, nei quali l'una è l'azione, l'altra la reazione uguale e contraria previste dal 3° principio. 
 
 
 
 
 
Infatti, il caso della fionda rotante è equivalente (mutatis mutandis) al caso in cui le estremità delle sue due corde fossero fissate ad un punto di una trave: la forza di gravità equivarrebbe alla forza centrifuga, mentre la reazione vincolare della trave equivarrebbe alla forza centripeta. Ed è evidente che SIA la forza di gravità CHE la reazione vincolare sono due forze REALI uguali e contrarie che deformano (ovalizzano) l'oggetto collocato nella sacca della fionda nello stesso modo e nella stessa misura (sempreché l'accelerazione centrifuga del primo caso sia uguale alla accelerazione di gravità del secondo caso). 
 
La correttezza di questo raginamento è confermata anche dal seguente semplice esempio della livella:
 
In una livella, la bolla d'aria si sposta verso l’alto, cioè, nella direzione opposta a quella della forza REALE (gravitazionale) a cui è soggetto il liquido dell'ampolla che lo contiene.
 
Ebbene, se noi vincoliamo la livella su una giostrina rotante in posizione radiale, la bolla d’aria si sposterà verso il centro di rotazione della giostrina. Ed è questo semplice esperimento che dimostra: 
 
1 - l’esistenza della forza centrifuga;
 
2 - che essa è REALE quanto lo è la forza di gravità che spinge la bolla d’aria verso l’alto;
 
3 - che essa è osservabile rispetto a qualunque sdr, inerziale o non inerziale che sia, come qualunque forza REALE.