Re: Perfavore, mi aiutate a chiarire uno strano dubbio?

From: Paolo <fp.box_at_tiscali.it>
Date: Sat, 28 Mar 2009 14:30:18 +0100

Valentina ha scritto:
> Studiando fisica mi � sorto un dubbio un p� strano:
> ammettiamo che sia nel vuoto o comunque in un sistema isolato in assenza
> totale di forze. Ammettiamo adesso che qu� sia presente un corpo in stato di
> quiete. Adesso, se io applico al corpo una forza F, imprimo ad esso una
> accelerazione e questo si muover� dunque di moto uniformemente accelerato in
> eterno. Ammettiamo adesso che io voglia fermare questo corpo, applico dunque
> una forza contraria a quella che ho precedentemente applicato annullando
> dunque l'accelerazione. Il corpo continuer� quindi a muoversi di moto
> rettilineo uniforme.... e allora mi chiedo COME E' POSSIBILE FERMARLO?
>
> ps: magari sbaglio a fare queste deduzioni, se per� sono giuste potete
> aiutarmi a capire?
> Grazie infinite

Leggendo la domanda mi pongo un dubbio: tu applichi una forza, poi la
cessi e vuoi fermare il corpo oppure la prima forza continua ad agire...
Rispondo quindi ad entrambe le domande.
1)
Hai un corpo di massa m inizialmente in quiete (al tempo t0) v0=0 m/s.
Se la sua velocit� non cambia (� fermo), significa che la risultante
delle forze su di esso � nulla (prima legge di Newton).
Applico una forza F (assumiamo per semplicit� che sia una forza
costante), la risultante Fr vale chiaramente F essendo l'unica forza
attiva sul corpo.
L'accelerazione vale a=Fr/m=F/m. La velocit� aumenta per tutto il tempo
t1 in cui agisce la forza e vale v(t)=at+v0.
Cessa l'applicazione della forza F, la forza risultante � ora nulla Fr=0.
L'accelerazione vale zero (a=Fr/m=0).
Il corpo procede ora di moto rettilineo uniforme (prima legge di
Newton), la sua velocit� ha raggiunto la velocit� v1=at1+v0 e non
cambier� (n� in direzione n� in modulo) fintanto che la risultante delle
forze rimarr� nulla.
Dopo un tempo indeterminato, applico, la forza -F, la risultante ora �
quindi Fr=-F. L'accelerazione � a=Fr/m=-F/m.
Poich� la risultante delle forze � non nulla, il corpo si muove ora di
moto uniformemente accelerato, tuttavia l'accelerazione � negativa
quindi la velocit� diminuisce e il corpo rallenta.
Se la forza viene applicata per lo stesso tempo che si � applicata la
prima (essendo uguale e contraria) il corpo diminuisce la velocit� fino
a fermarsi v2=a*t+v1.
Se in generale la forza fosse diversa in modulo, basta comunque
applicarla fino a quando la velocit� non si annulla e poi cessarne
l'applicazione (immediatamente) altrimenti il corpo si rimette in moto
nel senso opposto e se anche poi cesso la forza continua di moto
rettilineo uniforme.

2)
Applichi la forza F1, la risultante � Fr=F1, l'accelerazione � a=Fr/m e
il moto � uniformemente accelerato.
Mentre F1 continua ad agire applico una forza uguale e contraria, la
risultante � Fr=F1-F1=0.
La forza risultante � nulla e se intendevi questo nella tua domanda
effettivamente annulli l'accelerazione poich� a=Fr/m=0.
Cos� non fermi in effetti il corpo poich� continuer� in moto rettilineo
uniforme.
Per fermarlo devi creare una risultante negativa per il tempo necessario
ad arrestare il corpo, quindi ripristinare una risultante nulla.

Ricorda sempre che quello che conta � la risultante delle forze, quindi
ad un corpo si possono applicare infiniti sistemi di forze senza che
questo venga accelerato. Quando invece la risultante � non nulla ecco
che il corpo � accelerato, se a>0 la velocit� aumenta se a<0 diminuisce.
La domanda che ti ponevi (nel secondo caso) era corretta l'errore �
quello di applicare una forza uguale in modulo poich� non puoi pensare
di frenare il corpo se la risultante delle forze non cambia di segno.
Received on Sat Mar 28 2009 - 14:30:18 CET