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Titolo: Domanda sulla forza di gravità

Salve a tutti , 
siamo studenti di prima media e vorremmo porvi il seguente quesito :
abbiamo studiato che la forza di gravitŕ sulla luna č un sesto di quella
sulla terra.
Supponiamo che sulla terra un uomo di 70 Kg. non riesca a sollevare un
masso di 100 Kg.
Lo stesso uomo riuscirebbe a sollevare lo stesso masso se si trovasse
sulla luna , applicando la stessa forza ?
Considerando che entrambi i pesi sulla luna diminuiscono poporzionalmente,
la forza muscolare dell'uomo rimane la stessa?
Grazie a color che vorranno risponderci.
Classe prima A
-- 
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 la forza muscolare dell'uomo rimane la stessa?
Sě, perché la forza di un uomo dipende da reazioni biochimiche che
avvengono nei muscoli le quali non sono in relazione alla forza di
gravitŕ. Il peso, che č una forza, č invece del tutto dipendente dal
campo gravitazionale del pianeta su cui risiedi.
Il punto piů importante č che "peso" e "massa" coincidono solo quando
sei sulla superficie terrestre: la massa č la "quantitŕ di materia" di
un corpo, e non varia mai, mentre il peso dipende dal luogo in cui
quella materia č posta. Quando č necessario fare la distinzione, si
parla per la massa di chilogrammi (kg), mentre per il peso di
chilogrammi-forza (kgf). E' una distinzione che in questi termini ai
fisici piace poco, ma utile per spiegare le cose.
Quindi il tuo ipotetico masso sulla Luna avrebbe sempre massa 100 kg, ma
peso di circa 17 kgf, e poiché lo sforzo che tu fai per sollevare un
oggetto č dovuto al suo peso, e non alla sua massa, ecco che puoi
facilmente sollevare sulla Luna un masso avente una massa di 100 kg.
 
-- 
Roberto Rosoni
 
 
 

 facilmente sollevare sulla Luna un masso avente una massa di 100 kg.
Mille grazie da parte di tutta la classe.
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 la forza muscolare dell'uomo rimane la stessa?
Sì, la forza muscolare è sostanzialmente indipendente dalla forza di
gravità del luogo in cui ci si trova, poiché è connessa a fenomeni
metabolici e biomeccanici, che rimangono praticamente identici sulla
terra, sulla luna o su un asteroide (almeno nel breve periodo).
Saluti,
Aleph
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 facilmente sollevare sulla Luna un masso avente una massa di 100 kg.
Tutto giusto quello che dice Roberto, solo che io un peso di 17 kgf
non lo sollevo mica tanto facilmente...
Ma supponiamo di prendere una massa di 20 kg: sulla Luna pesera' poco
piu' di 3 kgf, e sara' facile da sollevare.
Pero'...
Vorrei proporvi uno spunto di riflessione.
Un peso di 3 kgf qui sulla Terra e' facile da sollevare e anche facile
da lanciare: avete mai visto quella gara di atletica che si chiama
"getto del peso"?
Allora sarebbe altrettanto facile lanciare sulla Luna una massa di 20
kg, che pesa appunto 3 kgf?
Niente affatto, perche' quando si tratta di lanciare, ossia di
imprimere una certa velocita', non conta il peso ma la massa.
E quella sulla Luna resta la stessa...
 
-- 
Elio Fabri

 terra, sulla luna o su un asteroide (almeno nel breve periodo).
Mille grazie da parte di tutta la classe.


la forza applicata dal braccio posso andare alla stessa distanza di lancio.
Quindi dare un calcio ad un sasso  sulla luna è meno doloroso che
darlo sulla terra ?
E se addirittura mancasse la gravità non sentiresti dolore?


Elio non si riferiva all'accelerazione impressa al peso: si riferiva al
rinculo. Prova a lanciare sulla Luna una massa di 100 chili che pesa
(1/6)*100 chili = un po' meno di 20 chili
Come tu mi insegni, Il rinculo dipende dalla massa e non dal peso
(conservazione della quantita' di moto). Avresti lo stesso rinculo che
si ha sulla Terra; IMHO come minimo, perderesti l'equilibrio.
Ciao.
--
Gino, al secolo "Gigino Core Pazzo"
core...@gmail.com

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Puoi fare questa prova:
Ti metti sulla luna con un peso di 10 Kg che tieni in mano
Il tuo braccio fa una fatica pari a 1/6 di quella sulla terra,se
adesso lo lanci verso l'alto devi vincere la sola inerzia che dipende
dalla massa e non dal peso.
La forza da applicare nei due casi è la stessa che sulla terra ma è
anche evidente che sulla terra hai il braccio più stanco dal dover
sostenere il maggior peso.
Quindi per far variare velocità al peso sulla luna o sulla terra  la
forza è la stessa.Che poi sulla luna occorra una forza minore per
sostenere il peso è altra cosa perchè questa forza non serve per
variare la velocità ( è evidente che poi le due forze si confondono e
fai fatica ad analizzare il fenomeno).

 Elio non si riferiva all'accelerazione impressa al peso:
Che poi, in realta', dipende anch'essa dalla massa, come notavi stesso
tu.
Insomma, per tenere sollevato un corpo la cui massa e' 100 kg
(equilibrando la forza peso) occorre meno forza sulla Luna che sulla
Terra; per lanciarlo imprimendo la stessa accelerazione (e quindi la
stessa velocita' iniziale integrando nel tempuscolo del lancio) occorre
la stessa forza tanto sulla Luna quanto sulla Terra. Dunque:
- mantenere un corpo, per esempio di massa 10 kg, sollevato sulla Luna
e' piu' facile che sulla Terra
- lanciarlo non e' piu' facile sulla Luna che sulla Terra.


 Auguri a tutti per il 2k6.
E questo, marginalmente, pure.
Ciao
Patrizio
 
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 E quella sulla Luna resta la stessa...
Grazie , faremo leggere le vostre risposte alla Prof. al nostro rientro a
scuola e le commenteremo , poi vi faremo sapere sempre su questo forum.
A presto.


Confondi il secondo col terzo principio. Sono ben diversi.
Prima di sentenziare io rifletterei bene sulla sciocchezza che hai
detto.

 - lanciarlo non e' piu' facile sulla Luna che sulla Terra.
Direi che è forse anche più difficile, perché l'attrito dei tuoi piedi
contro il terreno dipende dal peso, e quindi hai solo un sesto di
"tenuta", per scaricare a terra ("a luna"?, uhmmm) la reazione al lancio
che effettui.
 
-- 
Roberto Rosoni
 
 
 

 di 30° (se ben ricordo).
Dovrebbe essere 45° (pi/4), che rappresenta un massimo di
sin(alfa)*cos(alfa), per cui entrambe le componenti di F in x e y
assumono valore F*sqrt(2)/2, circa F*0,707.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
 
 
 

subira' maggior accelerazione? Quale la velocita' di distacco?
Io ho detto un'altra cosa non ho detto che una massa lanciata dalla
terra produca gli stessi effetti di quella lanciata dalla luna.
ho detto semplicemente che per produrre una accelerazione su di  una
stessa  massa sia sulla luna che sulla terra occorre la stessa forza.
poi che una volta lanciata la  massa agiscano due diverse forze di
gravità per cui un moto è più rallentato dell'altro è tutto un'altro
discorso

Gigino Core Pazzo ha scritto:
 > Insomma, per tenere sollevato un corpo la cui massa e' 100 kg
 > (equilibrando la forza peso) occorre meno forza sulla Luna che sulla
 > Terra; per lanciarlo imprimendo la stessa accelerazione (e quindi la
 > stessa velocita' iniziale integrando nel tempuscolo del lancio)
 > occorre la stessa forza tanto sulla Luna quanto sulla Terra. Dunque:
 > - mantenere un corpo, per esempio di massa 10 kg, sollevato sulla Luna
 > e' piu' facile che sulla Terra
 > - lanciarlo non e' piu' facile sulla Luna che sulla Terra.
Oh, finalmente! E' questo che volevo dire...
Ottima anche l'idea di Luciano Vanni, del calcio al sasso, checche' ne
pensi ED209, il quale avrebbe un urgente bisogno di ripetizioni di
meccanica ;-)
Classe prima A ha scritto:
 > Grazie , faremo leggere le vostre risposte alla Prof. al nostro
 > rientro a scuola e le commenteremo , poi vi faremo sapere sempre su
 > questo forum.
Avra' il suo bel da fare la prof, con certi interventi che ci sono
stati :-)
-- 
Elio Fabri

Auguri a tutti per il 2k6.
Il discorso è ovviamente sbagliato:
Per rendersene conto basta paragonare le forze in gioco sulla terra e
sulla luna.
Supponiamo un peso sulla terra di 200 N e 20 Kg di massa ( g=10)
Lo stesso peso sulla luna sarà 1/6 di 200 = 33 N
Supponiamo un lancio in verticale.
il lanciatore ha sollevato il peso e lo tiene fermo sulla mano.
La forza di gravità (diretta in basso) sulla terra di 200 N è
equilibrata dall'azione del braccio (diretta in alto).
Le due forze si fanno equilibrio.( sulla luna la stessa cosa solo che
l'equilibrio è tra due forze più piccole)
Per lanciare(accelerare) verso l'alto  il peso il lanciatore deve solo
fornire una forza in un certo intervallo di tempo. Se ragionevolmente
consideriamo che il campo gravitazionale rimanga praticamente costante
( non mi pare comunque una condizione necessaria) il lanciatore non
deve fornire altra forza se non quella necessaria ad accelerare il
peso ( o meglio la massa). In questo intervallo tra quando inizia a
sollevare  il braccio a quando la massa si stacca la forza che aveva
fornito prima di lanciare continua a dover essere sempre presente e
ad annullare la forza di gravità e quindi essendo impegnata in questo
lavoro non può accelerare la massa  .
Nella formula che hai scritto hai commesso un errore perchè Fb(forza
necessaria ad impedire la caduta del grave) durante il lancio è
costantemente uguale a Fg e si sa dal primo principio che se la
risultante è zero il corpo è fermo o si muove di m.r.u.Quindi per
accelerare il corpo occorre una forza supplementare che dipende solo
dalla massa essendo impegnate le altre due a farsi equilibrio.
Che sia più fatica lanciare un grave dalla terra che dalla luna è
abbastanza evidente ( lo sanno tutti) ma è cosi perchè è  più fatica
tenere un corpo sollevato sulla terra che sulla luna . per il lancio
per ottenere la stessa accelerazione occorre invece  fornire la stessa
forza ma occorre compiere più lavoro sulla terra  per vincere una
gravità maggiore.
Non so se è pertinente ma ai miei tempi si parlava di lavoro quasi
statico ( era termodinamica) penso che si possa applicare anche alla
forza il braccio solleva lentamente il peso in un tempo tendente
all'infinito. In queste condizioni il corpo si porta in una posizione
più alta senza fenomeni di dinamica .Se sovrapponiamo a questo il moto
di una massa in assenza di gravità e sovrapponiamo l'effetto otteniamo
gli stessi risultati di cui si parle
Forse quando Fabri consigliava una pausa di riflessione non aveva
tutti i torti.

 la quota piu' alta, ancora no.
Non che voglia difendere ED209, ma in questo caso voleva dire
che invece di gettare il peso secondo un dato angolo, semplifichiamo la
questione immaginando di spararlo in verticale, tanto la sostanza del
discorso non cambia.
Dopodiché lui mescola la forza da applicare al peso per lanciarlo (forza di
braccia, e quindi dipendente dalla massa)con la forza peso (dipendente da g)
dando luogo a conclusioni errate, come già avete notato.
Ciao
Andrea

 assumono valore F*sqrt(2)/2, circa F*0,707.
45° per un lancio in assenza di attrito viscoso, come magari
si può modellizzare con buona approssimazione un lancio sulla
superficie lunare.
Sulla Terra non si può trascurare l'atmosfera ed anche solo
banalizzando la resistenza dell'aria con una forza proporzionale
al modulo della velocità e verso opposto, non riesco a trovarne
il massimo in forma chiusa. Numericamente trovo che l'angolo
è inferiore ai 45° ma se fossi molto figo riuscirei a trovarne
un'espressione analitica.
Invece mi accartoccio su un'equazione trascendente con un'esponenziale
e lì mi fermo. Magari qualcuno più brillante di me (ci vuole poco)
riesce a risolverlo. Lanciamo una massa m, con una velocità
iniziale Vo ed un angolo alfa rispetto al piano orizzontale,
soggetta alla forze di gravità g e -kV dove k è costante.
Dati m, g, k e Vo, per quale angolo alfa si avrà il lancio
di gittata massima ?
Ciao,
-- 
Virgilio Lattanzi        HARPAX srl
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     via Fontanella, 38
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      ITALY

 massima ?
w*(1 + w*sin(alfa))/(w + sin(alfa)) = ln(1 + w/sin(alfa)).
Salvo errori...
 
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Elio Fabri

 come unico parametro w=k*V0/(mg).
Pazienza e grazie per l'aiuto.
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