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Titolo: La misura della forza

Perché diamo la massima importanza alla forza misurata con 
l'accelerazione della massa(F=ma) e consideriamo così poco quella 
misurata col dinamometro come fosse figlia di un Dio minore?

 misurata col dinamometro come fosse figlia di un Dio minore?
 
 
Perche', se tu sei rimasto al medioevo, la fisica nel frattempo si e' evoluta di parecchi secoli: sono state scoperte altre forze e campi di forze, oltre a quelle elastiche... 
 
Poi vorrei sapere, e te l'ho gia' scritto altre 500 volte, non si puo' misurare con un dinamometro la forza tra due psrticelle elementari, tra due astri distanti, ecc, ecc, ecc. 
 
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Wakinian Tanka 

 astri distanti, ecc, ecc, ecc. 
 
Proprio come non si può misurare la forza-peso di una persona con il 
tuo dp/dt senza un dinamometro (una bilancia).
 
-- 
- Luigi Fortunati

 
Falso. Tu hai un concetto *medioevale* di forza. Ti devi aggiornare di qualche secolo... 
 
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Wakinian Tanka 

 Poi vorrei sapere, e te l'ho gia' scritto altre 500 volte, non si puo' misurare con un dinamometro la forza tra due psrticelle elementari, tra due astri distanti, ecc, ecc, ecc.
 
Le particelle le lascerei stare, visto che non è particolarmente utile 
per loro il concetto di "forza".
 
Se è questione di scala, non solo non puoi misurare la forza tra due 
stelle col dinanometro, ma neanche la loro distanza col calibro.
 
Penso che i lettori del NG ti sarebbero grati se volessi dare una 
risposta appropriata alla legittima domanda di Fortunati.
 
Giorgio

 
Se l'OP ne avesse fatte "legittime domande". 
Dal mio punto di vista, cosi' non e'.  
 
Se e quando ne fara', lui o altri, rispondero'. Al momento rimane per me valido quello che ho scritto. Se tu vuoi farmi una domanda specifica, puoi farla, sono sicuro che saprai esporla/legittimarla molto meglio. 
 
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Wakinian Tanka 

 Se e quando ne fara', lui o altri, rispondero'. Al momento rimane per me valido quello che ho scritto. Se tu vuoi farmi una domanda specifica, puoi farla, sono sicuro che saprai esporla/legittimarla molto meglio.
 
Ci provo (forse andando un po' oltre gli intendimenti dell' OP, ma spero 
preservandone il senso):
Perché, secondo te, il fatto che "non si puo' misurare con un 
dinamometro la forza tra due psrticelle elementari, tra due astri 
distanti, ecc, ecc, ecc." dovrebbe far preferire la definizione dinamica 
di forza a quella statica?
 
Giorgio

 
 
Perche' talvolta siamo in grado di misurare (indirettamente) la massa ad es di un corpo distante o di una particella e, insieme alla misura della sua velocita' funzione del tempo, misuriamo p(t) = γ(t)•m•v(t) e derivando si trova F. 
 
Inoltre, a volte si possono considerare sistemi a massa variabile m(t) (razzi, getti di gas da stelle) e allora F = dp/dt =   d[γ(t)•m(t)•v(t)] /dt. 
 
 
Consideriamo ad es una navicella che rimane sospesa ad una certa altezza dal suolo per mezzo di motori a reazione diretti verticalmente che equilibrano il suo peso (come il "jet hoverboard" di Frank Zapata: 
https://i.postimg.cc/jSjXvhxZ/Screenshot-20190804-155838.jpg
):
 
 
 un dinamometro applicato ad essa misurerebbe ovviamente zero ma e' possibile determinare la spinta dei motori (e quindi il peso della navicella che essi stanno controbilanciando) da F = dp/dt = u•dm/dt, dove u e' la velocita' di espulsione dei gas dai motori e dm/dt la variazione di massa della navicella dovuta ai gas espulsi. 
 
Invece la misura statica non avrebbe senso nel caso di cui sopra, come gia' fatto notare, o in casi in cui il corpo  si sta muovendo. 
 
 
 
Pero' vorrei anche precisare che l'OP non ha parlato di "generica misura statica" di una forza, ma specificamente di "dinamometro" e non e' la prima volta che lo dice, quindi alle molle attribuisce una importanza elettiva, nella misura della forza peso, dimenticando che il fruttivendolo o il macellaio sotto casa sua utilizza talvolta anche i campi magnetici a tale scopo (questo sistema era il piu' diffuso una ventina d'anni fa, ora non lo so):
 
https://i.postimg.cc/t4gcwvVw/Screenshot-20190804-140623.jpg
 
 
https://www.adamequipment.com/aeblog/how-do-balances-and-scales-work
 
 
 
 
 
 
 
 
"There are a few different technologies that are used in balances, but the majority of modern digital balances...  use a force restoration mechanism, so that's what we'll cover here. Electromagnetic force restoration is often used in analytical balances. The very basic principle that makes a balance a balance and not a scale is still the same: a counteracting force is created to be compared to the unknown mass. The weighing pan is attached to an electromagnetic coil, through which electric current is flowing. The coil floats in a magnetic field created by an amplifier. The amplifier maintains the right current to keep the lever (remember, balance operate on the lever principle) balanced with the mass on the pan. As more weight is applied to the pan, the current is increased to maintain the level's position. The counteracting force that is created is measured and "translated" by various electronics to obtain a readable result. The resulting electrical current is then "translated" into a displayed number that is shown to the user."
 
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Wakinian Tanka 
 
 
 
 
 
 

 Pero' vorrei anche precisare che l'OP non ha parlato di "generica misura statica" di una forza, ma specificamente di "dinamometro" e non e' la prima volta che lo dice, quindi alle molle attribuisce una importanza elettiva, nella misura della forza peso, dimenticando che il fruttivendolo o il macellaio sotto casa sua utilizza talvolta anche i campi magnetici a tale scopo (questo sistema era il piu' diffuso una ventina d'anni fa, ora non lo so):
....
 
Secondo me, ti fai prendere toppo alla vis polemica "a priori".
Una volta ogni tanti messaggi, Fortunati coglie un punto interessante e 
sarebbe utile discutere il punto per quello che è.
 
La questione posta è semplice: perché si preferisce una misura dinamica 
ad una statica?
Quella statica significa bilanciare la forza ignota con una nota e 
quindi nulla di male a usare un dinamometro. Magari in versione 
"piezoelettrica" ma sempe misura statica è. E non ne farei una questione 
di "modernità". Il cosiddetto "Microscopio a forza atomica"  (Atomic 
Force Microscope , o AFM" è stato inventato nel 1986 (da Binnig, 
co-Nobel per il microscopio a scanzione tunnel) ed è un metodo 
potentissimo per misurare forze a livello atomico sfruttando, guarda un 
po', proprio la legge di Hooke. Oggi si riesce a misurare con un metodo 
del genere forze sotto il pN (piconewton)
 
Questo ci porta alla risposta alla domanda: non è vero che un metodo sia 
meglio di un altro per misurarele forze. Piuttosto si può usare l'uno o 
l'altro (o entrambi) a seconda delle situazioni.
 
I due metodi sono equivalenti (anche se non sempre possibili entrambi).
  La misura statica è una misura diretta. Si confrontano due forze, una 
nota e una ignota, cercando il valore di quella nota che equilibra 
quella ignota.
La misura dinamica è indiretta, usando l' equazione del moto (qualsiasi 
sia la forma purché della forma "qualcosa di misurabile 
cinematicamente+massa" at un certo tempo = forza allo stesso tempo.
 
Il legame tra le due, prendiamo in caso della meccanica newtoniana, è 
che se abbiamo due forze (nota e ignota) che si equilibrano, la 
risultatnte è nulla e il sistema, è in moto rettilineo uniforme, in 
particolare esisterà un sistema di riferimento in cui e' in quiete e ci 
resta.
 
Sulla non fattibilità di usare i due metodi sempre non c'e dubbio. Ma 
non è una impossibilità "a senso unico'. Vero che trovare una forza che 
equilibri la forza del Sole sulla Terra non è fattibile. Ma altrettanto 
vero che usare ms=F per determinare la forza di attrito statico qualche 
problema dovrebbe porlo ;-).
 
 
E allora, da dove viene la domanda di Fortunati? Purtroppo una ragione 
c'e'. Ed e' un purtroppo per la didattica della fisica dovuto a 
"scheletri nell' armadio" dal punto di vista dei fondamenti della 
meccanica classica. A dire il vero gli scheletri avrebbero anche trovato 
pace da un po'. Ma non è che l' informazione sia percolata in modo 
ragionevole  nelle presentazioni correnti dei "principi della dinamica". 
Col risultato di trovare presentazioni che recepiscono parte ma non 
tutta l'elaborazione concettuale che è andata avanti per circa gli 
ultimi 150 anni.
 
Quindi, siccome ad un certo punto si obiettò (fondatamente) che la 
*definizione* statica di forza è carente, qualcuno ha  fatto 
un'estensione indebita tra *definizione* di forza e *misura* della 
stessa, trasferendo dubbi e incerteze relative alla prima sulla seconda.
 
Che, come definizione, "forza è quello che si misura con un dinamometro" 
non funzioni dovrebbe essere evidente. Per chiarezza: posso dire che il 
dinamometro fornisce una "forza campione parametrizzata dalla lunghezza 
della molla" solo se ho motivi per credere che una molla allungata 
esercita a sua volta una forza. Chi me lo dice? Ricordo che *stiamo 
definendo* la forza e siccome, anche in statica la forza non equilibrata 
provoca l' uscita dalle condizioni statiche, ovvero un moto, occorre 
usare il collegamento con il moto da qualche parte. A questo punto 
occorre collegarsi con il secondo principio della dinamica (qualsiasi 
formulazione  di questo vogliamo usare) e quindi la definizione più 
soddisfacente è dinamica.
 
Però, ripeto, per quanto riguarda la *misura* la premessa di Luigi 
Fortunami è falsa. La misura statica non è "figlia di un dio minore".
In alcuni casi è l' unica possibile e nei laboratori di fisica nessuno 
si fa problemi.
 
Poi, che alcune delle sue elaborazioni sul tema risentano di scarsa 
conoscenza della dinamica newtoniana è un alto discorso. Ma non è 
argomento di questo thread.
 
Giorgio

 stessa, trasferendo dubbi e incertezze relative alla prima sulla seconda.
 
Cogli un punto delicato.
 
 
Quarantacinque anni fa (!) dovetti leggere diverse decine di libri di Storia della/e Scienza/e. Su una novantina, uno solo parlava esplicitamente di strumenti scientifici, era il Daumas, M., Les instruments scientifiques aux XVIIe et XVIIIe siècles, Paris, 1953.
 
 
Il discorso sulla effettiva misura di una grandezza, si è già detto, è complicato, perché ciò che rende uno strumento autorizzato a misurare è in un certo senso la teoria che ci sta dietro.
 
 
Quando si introduce didatticamente la lunghezza (definizione) lo si fa con il confronto tra regoli, ma con questo metodo è "difficile" calcolare la distanza tra pianeti (misura). 
 
 
Chi mi assicura, visto che i metodi sono diversi, che effettivamente io stia misurando la STESSA grandezza? Lo fa la teoria, in generale e quella specifica dello strumento.
 
 
Indubbiamente, ogni volta che si introduce un nuovo strumento e una nuova metodologia per misurare una grandezza, se ne discute abbondantemente in ambito scientifico, ma - almeno nella didattica - poi ci si dimentica delle giustificazioni e si usa semplicemente lo strumento.
 
 
Così, della misura, fondamento della Fisica, resta spesso o una pratica o una visione astratta, ed i problemi materiali, teorici ed a volte filosofici che ne sono a fondamento restano un po' in aria. Questa almeno è la mia opinione, in attesa di essere smentito.
 
 
Furio

  
Va bene, tu hai interpretato cosi' la domanda dell'OP.  Vedremo se l'intuizione era giusta. 
Ciao. 
 
--
Wakinian Tanka 

Dov'è possibile misurare una certa forza sia col dp/dt e sia con 
dinamometro, i due valori coincidono sempre?

 Il discorso sulla effettiva misura di una grandezza, si è già detto, è complicato, perché ciò che rende uno strumento autorizzato a misurare è in un certo senso la teoria che ci sta dietro.
 
 CARLO
 
 
 
 
Non potrebbe essere altrimenti. La misura, infatti, non è altro che matematica applicata alla fisica, cioè, è pensiero soggettivo (metafisica) applicato a grandezze oggettive (fisica). Come diceva Spinoza, la conoscenza non è una somma di dati oggettivi, una raccolta di “fatti”, ma è un accordo creativo tra l’<<ordo et connexio idearum >> e l’<<ordo et connexio rerum >>, cioè, tra l’ordine delle idee e l’ordine delle cose. E le teorie rappresentano l’irrinunciabile ordine delle idee da accordare con l’altrettanto irrinunciabile ordine di relazione tra le cose.
 
 
In altre parole, la scienza è una complementarità di opposti soggetto-oggetto nella quale la componente *soggettiva* (la logica, le teorie, i paradigmi interpretativi, le tecniche di misura, ecc.) ha la stessa dignità epistemica della componente *oggettiva* (i fenomeni, le interazioni tra grandezze fisiche, ecc.). Come scrisse H. Poincaré:
 
 
<<La scienza è fatta di dati come una casa di pietre. Ma un ammasso di dati non è scienza più di quanto un mucchio di pietre sia una casa>>.  [H. Poincaré: La scienza e l'ipotesi]
 
 
 
Questo significa che la Scienza è attendibile *non* in quanto <<conoscenza oggettiva>> (il termine “conoscenza” esclude la pura oggettività), ma in quanto *rigorosa complementarità tra pensiero e cosa, tra teorie e fenomeni, tra soggetto e oggetto, tra metafisica e fisica*. E la matematica non è altro che metafisica.
 
 
Mentre lo scienziato moderno tende - erroneamente - a identificare “soggettività” con “arbitrarietà” e, quindi, a considerare la componente soggettiva del sapere come un problema imbarazzante, come un grave limite della scienza (tu l'hai chiamato "complicazione"), i filosofi dell’antichità erano invece liberi da questo pregiudizio:
 
 
<<L’incontro del simile col simile, l’omogeneità, sono i concetti di cui Platone si serve per spiegare i processi conoscitivi: conoscere significa rendere simile il pensante al pensato. (...)
 
Tommaso, pur sanzionando esplicitamente il principio che ogni conoscenza avviene per assimilationem o per unionem della cosa conosciuta e del soggetto conoscente, afferma che “l’oggetto conosciuto è nel conoscente secondo la natura del conoscente stesso” (...)
 
Cusano dice esplicitamente che l’intelletto non intende se non si assimila all’oggetto; e Ficino dice che la conoscenza è l’unione spirituale con qualche forma spirituale”. (...)
Campanella afferma: “Noi conosciamo ciò che è, perché ci rendiamo simili ad esso”. (...)
 
Shelling affermava: “Nello stesso fatto del sapere, l’oggetto e il soggetto sono così uniti che non si può dire a quale dei due tocchi la priorità”. (...)
 
Il concetto del conoscere come processo di unificazione di soggetto e oggetto nell’idea domina da un capo all’altro la filosofia di Hegel”. (...)
 
Secondo Wittgenstein “ci dev’essere qualcosa di identico nell’immagine conoscitiva e nell’oggetto raffigurato, affinché quella possa essere l’immagine di questo>>. [N. ABBAGNANO: Dizionario di Filosofia - da p. 157 a p. 164]
 

 Questo significa che (...)
I filosofi citati dicono cose alquanto diverse tra loro.
Bene meditarci sopra, poi però ci sono i problemi specifici.
 
Tanto per fare un esempio, qui ci sono alcuni metodi per calcolare la distanza di corpi celesti: 
https://www.vialattea.net/cosmo/distance.htm
 .
 
 
Non è facile affermare che ciò corrisponda alla definizione operativa di distanza. Oppure si può affermare che il concetto di distanza ha subito delle modifiche nel corso dell'ampliarsi e modificarsi delle conoscenze.

 Non è facile affermare che ciò corrisponda alla definizione operativa di distanza. Oppure si può affermare che il concetto di distanza ha subito delle modifiche nel corso dell'ampliarsi e modificarsi delle conoscenze.
 
CARLO
 
Non ho mai approfondito le problematiche della misura delle distanze astronomiche. Il mio era un discorso più generale, di carattere epistemologico, non tecnico.

 Te lo dice la definizione, se la definisci in quel modo! :-)
 
E dopo chi mi dice se questa forza così definita ha qualche relazione 
con m*a?
 
Giorgio

 
Lo verifichi sperimentalmente: se non puoi dedurne che (a basse velocita') F = m•a, allora la definizione non era  buona. 
 
--
Wakinian Tanka

 i due valori coincidono sempre?
 
Provo a rispondere io.
 
Un chilo di pane ha la massa costante, appunto, di un chilogrammo.
 
Al livello della superficie terrestre la sua accelerazione è di 9,81 
m/s^2 e quindi la sua forza-peso è di 9,81 newton (F=ma=1*9,81=9,81).
 
Se poggio il pane su una bilancia, essa segna una forza-peso di un 
kg-peso (9,81 newton).
 
Quindi la sua misura dinamica (F=ma o dp/dt) è la stessa della misura 
statica (dinamometro).
 
Se ci sono altri esempi, potremmo dire che le due misurazioni danno 
risultati perfettamente identici tra loro.

 
 
E quanto segna se la bilancia e' dentro un razzo che sta accelerando verso l'alto rispetto alla superficie terrestre ed in prossimita' di essa, con accelerazione a = 9,81 m•s^-2? 
Io dico 29,62 N (2 kg-peso), e tu? 
 
--
Wakinian Tanka 

 Io dico 29,62 N
 
Leggi "19,62 N"
 
Tastiere del cavolo ;-(
 
--
Wakinian Tanka