Re: La misura della forza

From: Wakinian Tanka <wakinian.tanka_at_gmail.com>
Date: Mon, 5 Aug 2019 09:08:10 -0700 (PDT)

Il giorno lunedì 5 agosto 2019 00:30:03 UTC+2, Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 04/08/19 16:09, Wakinian Tanka ha scritto:
>
> > 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.
>
> La "generalizzazione" al caso RR mi sembra un "di più".
>
Tenuto conto che la sua fissazione e' quella di:
1) "dimostrare che non e' vero che le forze dipendono dal riferimento"
2) allo scopo di "dimostrare che il principio fi equivalenza non e' valido"
3) allo scopo di "falsificare tutta la teoria della relativita' di A. Einstein"
direi che non e' /per niente/ un "di più" ;-)
>
> Anche restando
> al caso non-relativistico l'argomento resta uguale. Peraltro, siccome di
> oggetti relativistici, particelle elementari e talvolta nuclei a parte
> ce ne sono pochi, sono anche relativamente pochi i casi in cui si misura
> la velocità per ottenere la forza.
>

Questa non l'ho capita molto: stai dicendo che quello che fanno gli sperimentali di fisica nucleare/fisica delle particelle/astrofisica/fisica dei plasmi non conta un cavolo in fisica? :-)
>
> Molto più spesso si procede al contrario (conoscendo i campi e quindi le forze si
> deduce la velocità dalle tracce).
>


A quali tracce ti riferisci? Delle particelle? Mi risulta che si deduca e quindi si misuri indirettamente, l'energia e dalla deviazione angolare si deduca e quindi si misuri ind. la quantita' di moto relativistica e quindi l'interazione, da dp/dt. In alcuni casi si puo' anche misurare direttamente l'energia delle particelle:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Calorimeter_(particle_physics)
>
> Ma questo è un punto marginale.
>
Se lo dici tu...
>
> > 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.
>
> e' sempe un girare attorno alla domanda.
>
> > 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 .....
> > 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.
>
> Lascerei stare anche i sistemi a massa variabile. Sono più complessi di
> quello che sembri pensare. Mi limito a ricordare che per questi non
> sempre puoi applicare dp/dt = F.
>

Non importa, quello che conta e' solo il fatto che "non sempre puoi misurare le forze con un dinamometro", che era quello di cui si stava discutendo.
>
> Ma anche questo è marginale rispetto alla
> questione "misura statica vs dinamica delle forze".
>
> > 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.
>

Basta tu non gli faccia credere che "aveva ragione lui" e che quindi tu non contribuisca a motivarlo nel suo vero scopo che e' la "guerra santa" contro la relativita', che guarda caso e' anche lo scopo della maggior parte dei crackpot...
Di buoni propositi come il tuo e' lastricata... :-)
>
> 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.
>



Ma, sfortunatamente (e qui l'aggettivo cade proprio a fagiolo :-) ) Fortunati non afferra che in una misura statica (che, come giustamente scrivi, viene fatta bilanciando due forze) il sistema fisico *e' fermo*e che quindi *anche tale misura* _dipende_ dal sistema di riferimento: se le due forze sono bilanciate in un riferimento inetziale, in uno accelerato, in generale, non lo saranno piu' (anche se non e' accelerato ma si muove di solo moto uniforme rispetto al primo, nel caso di forze elettromagnetiche: i campi E, B, si trasformano).
>
> Magari in versione
> "piezoelettrica" ma sempe misura statica è. E non ne farei una questione
> di "modernità". Il cosiddetto "Microscopio a forza atomica"


La non modernita' sta nel fatto che, oggigiorno, i pesi non li misuriamo piu' "con le molle" come si faceva nel 'settecento: nelle bilance analitiche (e non) molle non ce ne sono, sono campi elettromagnetici che equilibrano il peso.
E sta nel fatto che la moderna /definizione/ di forza e':

F = dp/dt

(ma non si trova nei libri di "fisica per ragazzi", si trova nei testi seri).

> La misura statica è una misura diretta.
>
Dipende dalla definizione che usi. Con quella moderna, la misura statica e' /indiretta/.
>
> Si confrontano due forze, una
> nota e una ignota, cercando il valore di quella nota che equilibra
> quella ignota.
> La misura dinamica è indiretta,
>
/diretta/, con la definizione moderna.
>
> 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 ma=F per determinare la forza di attrito statico qualche
> problema dovrebbe porlo ;-).
>

Corpo di massa m (ad es) appoggiato su tavolo, tutto inizialmente in quiete in un detetminato riferimento K; il tavolo viene accelerato orizzontalmente con accelerazione a = dv/dt; la forza di attrito statico sul corpo vale:

F_s = dp/dt = d(m•γ•v)/dt = m•d(γ•v)/dt ~= ( a basse velocita') ~= m•d(v)/dt = m•a.
> 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.
>
Ecco la non modernita'.
>
> 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.
>
Bene, questo e' effettivamente un punto importante, grazie del chiarimento.
>
> 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?
>
Te lo dice la definizione, se la definisci in quel modo! :-)



Il punto e' se quella definizione mi fornisce quello che sto cercando, ovvero un vettore con certe proprieta': posso equilibrare pesi in modo riproducibile? Posso spostare corpi? A peso maggiore corrisponde maggiore allungamento dells molla? Due molle uguali applicate ad una terza di prova, come la allungano? Del doppio? Ed n molle? Con una legge non lineare ma comunque riproducibile? E se le due le applico alla terza con un certo angolo, esse si sommano vettorialmente? Eccetera.
> 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.
>
Certamente.
>
> 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.
>
Va bene, tu hai interpretato cosi' la domanda dell'OP. Vedremo se l'intuizione era giusta.
Ciao.

--
Wakinian Tanka 
Received on Mon Aug 05 2019 - 18:08:10 CEST

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