Re: Una riflessione sul concetto di energia

From: cometa_luminosa <alberto.rasa_at_virgilio.it>
Date: Sun, 7 Jun 2009 12:07:23 -0700 (PDT)

On 7 Giu, 08:18, Giulio Severini <giulio.sever..._at_gmail.com> wrote:
> cometa_luminosa wrote:

> > Come si definisce l'energia cinetica? Si deve moltiplicare la massa
> > per la velocita' al quadrato e dividere tutto per due. Se questa
> > definizione ti va bene, e presumo di si, da quanto hai scritto in
> > precedenza (ma posso sbagliarmi), allora ti dovrebbe andare bene anche
> > quest'altra definizione di energia di un'altro tipo: si deve
> > moltiplicare la massa per la velocita' della luce al quadrato. Questo
> > tipo di energia si chiama: energia a riposo. Qual'e' il problema?
> > Inoltre in questa definizione non compare la velocita' del corpo, ma
> > solo la sua massa (e c che e' un numero fisso) e nemmeno la massa
> > dipende dalla velocita' del corpo, quindi questo tipo di energia non
> > contempla alcun movimento.
>
> Vediamo...
> No, come ho detto a Valter, questa definizione di energia cinetica non
> mi piace perch� *non* � una definizione ma una formula matematica che
> mi dice quantitativamente *quanto* vale quell'energia note alcune
> varabili come la massa e la velocit� di un corpo. Ma non mi dice nulla
> su cosa sia _qualitativamente_.

Cos'e' _qualitativamente_ la velocita'? Me la puoi definire senza mai
fare l'operazione matematica 'spazio diviso tempo'?

> Poi prendiamo in esame E = mc^2
> E' vero, questa formula descrive l'energia a riposo (ma 'a riposo'
> *rispetto* a chi? a me che la misuro? No, perch� una particella pu�
> essere a riposo *relativamente* a me, ma in movimento rispetto a
> qualcun altro in moto rispetto a me

Infatti. E in quell'altro riferimento, la particella ha un'energia a
riposo esattamente uguale a prima, *piu'* un'energia cinetica che
dipende dalla velocita' relativa dei due sistemi di riferimento.
Dov'e' il problema?

> > No. Non mi piace questa definizione, per vari motivi, uno dei quali te
> > lo spiego dopo. Il primo motivo e' che non si capisce bene che vuol
> > dire "capacita' ". Io, almeno, non lo capisco. Un sasso fermo per
> > terra ha capacita' di compiere lavoro? Una formica ha piu' o meno
> > capacita' di compiere lavoro rispetto ad uno scaricatore di porto?
>
> Allora se ti venisse chiesto, da parte dell'Umanit� intera, di dare
> una definizione di energia nel minor numero di parole possibile, come
> la definiresti, tu?

Come la quantita' che si conserva nel tempo in un moto di un sistema
invariante per traslazione temporale. Certo, e' un concetto meno
semplice di "spazio diviso tempo". Del resto, "velocita' diviso tempo"
non poteva essere, perche' quella e' l'accelerazione; "spazio
moltiplicato tempo" nemmeno perche' non ha significato fisico, ecc.

> > Questo e' un'altro dei motivi per cui non mi piace la definizione di
> > energia come "capacita' di compiere lavoro". L'energia potenziale
> > elastica esiste anche quando il corpo sta fermo. Non e' che il corpo
> > ha "una certa proprieta' che gli conferisce energia quando viene
> > lasciato andare". No, *ha energia* anche prima che sia lasciato
> > andare, anzi, tale energia e' *massima* proprio quando il corpo e'
> > fermo! Quindi questa energia deve essere di un tipo che non ha niente
> > a che vedere con il movimento.
>
> Non possiamo introdurre il concetto di 'movimento potenziale' cos�
> come � stato introdotto quello di energia potenziale? In effetti un
> corpo fermo in un sistema di forze conservatore �, *potenzialmente*,
> in grado di muoversi, qualora i vincoli che lo tengono fermo venissero
> meno.

Allora, un sasso fermo al suolo ha 'movimento potenziale' perche'
potenzialmente potrei dargi un calcio e farlo muovere? :-)

> > No. La tua casa ha la "tendenza" ad andare verso il centro della terra
> > perche' la forza gravitazionale la spinge li'. Pero' la tua casa non
> > si muove (e questo lo speri anche tu con tutto te stesso...)
>
> ... e quindi?

E quindi il fatto che qualcosa abbia la 'tendenza' a muoversi (per
come tu hai definito il termine 'tendenza') non significa che debba
muoversi, percio' non ha niente a che vedere con il movimento. Detto
in altri termini, non e' che 'prima o poi' si muovera'; non e' 'in
lista d'attesa per la partenza'. Quindi non puoi definire l'energia
potenziale in tal senso; l'oggetto potrebbe continuare a rimanere
fermo per l'eternita'. Allora come distingui un oggetto che ha energia
potenziale da uno che non ne ha? Lo capisci che quella definizione non
ha senso?

> > Non mi soddisfa, sempre per il termine "capacita' ". Il campo
> > elettrico in un punto P dello spazio e' la forza per unita' di carica
> > applicata ad una particella carica che sia sufficientemente piccola da
> > far si che la configurazione di tutte le altre cariche non vari
> > apprezzabimente dopo la sua introduzione nel punto P. In formule: E = F/q.
>
> E a me non soddisfa l'abitudine di dire 'questo �' dandomi come
> definizione un'equazione. Un'equazione � una relazione matematica che
> mi da come informazione un risultato che rappresenta la quantit�
> dell'oggetto in esame, ma non mi dice nulla su cosa sia,
> qualitativamente, questo oggetto.

Allora ti chiedo di nuovo di dirmi cos'e' "qualitativamente" la
velocita' senza mai utilizzare la formula spazio/tempo.

> > > Purtuttavia, quello che mi domando �: ma perch� Q esercita una forza
> > > su q0
> > > tale per cui esiste un DeltaE in ogni punto del campo elettrico
> > > generato da Q?
>
> > Non mi sembra una definizione chiara di forza elettrostatica.
>
> Porta pazienza ^__^ sto facendo uno sforzo enorme per portare avanti
> questa discussione. :-)
> Dammi tu una definizione chiara di forza elettrostatica :-)

Ma quel discorso non mi sembrava farina del tuo sacco. In pratica ti
ho detto che una frase del genere, oltretutto decontestualizzata, non
ha molto significato.
Per quanto riguarda la definizione di forza elettrostatica ti basta
aprire un libro di fisica del liceo.

> > > Anche qui io vedo del movimento perch� una carica elettrica q0 nel
> > > campo E di Q si muove lungo le linee di forza di E
>
> > Si muove se si muove, se sta ferma invece non si muove...
> > Chi lo dice che deve muoversi? Per poter misurare il campo in un punto
> > P la carica di prova q0 deve stare ferma, altro che muoversi.
>
> Si ma per stare ferma ci devono essere dei vincoli o *assenza* di
> campo,

Se io ce la tengo con dei piccoli fili in materiale isolante (per
esempio), che campo elettrico esercito? Il campo rimane praticamente
quello di prima ma la carica sta ferma. In pratica ho utilizzato forze
di altra natura per tenere la carica (il discorso e' piu' complicato
ma l'essenza non cambia).

> > L'energia e' una cosa e la forza e' un'altra. Non solo, ma si puo'
> > ancora dire che, per esempio, la forza gravitazionale e' una cosa e
> > quella elettrostatica un'altra.
>
> Discutendo con Valter mi pare chiaro che *non* sia chiaro come
> considerare la gravit�. E' una forza o no? La RG sembra considerarla
> una *propriet�* di un qualcosa chiamato spazio - tempo...

Non e' questo il punto del discorso. Che tu la gravita' la consideri
una forza o meno, non fa differenza, se le due descrizioni sono
equivalenti.
Mi sembra che tu abbia una visione "filosofica" della fisica, che tu
cerchi "verita' " e che tu le pensi come "parole immutabili scritte in
tavole di pietra". Cio' non puo' aver senso, anche semplicemente per
il fatto che il nostro modo di descrivere le cose a parole dipende dal
linguaggio, dalla cultura, dall'epoca... Se invece che la parola
"forza" uno usasse, al suo posto, la parola "tendenza" (che a te
piace, mi sembra), il concetto cambierebbe? E se invece della forza
gravitazionale avessi parlato di quella nucleare?
Il punto e' che il concetto di energia e quello di forza sono
differenti ed inoltre anche le forze non sono tutte uguali, ma di tipi
differenti.

> >Non tutti i corpi che possiedono
> > energia esercitano anche una forza e non tutti i corpi che esercitano
> > una forza la esercitano di tipo elettrostatico. Esempio: un sasso ha
> > energia a riposo pero' non esercita forze elettrostatiche su corpi
> > esterni. Allora come puo' l'energia essere la stessa cosa di una forza
> > (o un campo di forze) elettrostatico?
>
> Scusa, ma qui proprio non ti ho capito. Cosa intendi dire?

Tu avevi chiesto se e'realmente possibile separare il concetto di
energia da quello degli oggetti che la possiedono. In pratica e' come
se tu avessi chiesto: invece di dire che un certo oggetto "ha
energia", non si potrebbe dire che quell'oggetto "e' energia di un
certo tipo?"

E ti ho fatto vedere con un esempio che cio' non e' possibile.

Ciao.
Received on Sun Jun 07 2009 - 21:07:23 CEST