Re: azione reazione?

From: Franco <englishenglish_at_tin.it>
Date: Wed, 23 Mar 2005 19:28:39 GMT

"Dante" <dantez2003_at_libero.it> ha scritto nel messaggio
news:5bd93c35.0503202329.267e0589_at_posting.google.com...
> c'� qualcosa che non mi torna nella seconda legge della dinamica: ad
> ogni azione corrisponde una reazione.
CUT

Aggiungo qualcosa a quello che � gia stato detto da Govny e Luciano.
Il terzo principio della dinamica viene trattato in modo approfondito nella
dinamica dei sistemi, e possiamo anche enunciarlo come segue: " in un
sistema di riferimento inerziale, la quantit� di moto totale e il momento
angolare totale rispetto a un polo fisso di un sistema materiale libero si
conservano".

Ovviamente dobbiamo riferirci alle sole forze interne, perch� per sistema
materiale libero si intende un sistema che � libero da forze esterne, cio�
non � sottoposta ad alcuna forza esterna.
Da questa caratterizzazione cinematica possiamo dedurne che il risultante e
il momento risultante delle forze interne � nullo. Ma non vado oltre e cerco
anche io di fare qualche esempio facile da capire.

Per capire bene il terzo principio bisogna cercare di notare il fatto che
una forza quando viene applicata sollecita sempre una reazione.
Quando noi pensiamo di applicare una forza, pensiamo sempre che a muoversi
dovr� essere il corpo che si cerca di spostare, mentre come ti hanno fatto
notare sia Govny che Luciano, questo non � vero.

Le forze si presentano sempre a due a due, cio� in coppia.
Facciamo qualche esempio.

Prendiamo due cubi di 1 Kg, ad uno di questi applichiamo una molla. Ora
prendiamo il cubo che ha la molla applicata, lo mettiamo su di un tavolo
pieno di sapone(cos� scivola meglio). Questo tavolo � posto nella stanza in
modo tale che uno dei sui lati � attaccato ad una parete.

A questo punto prendiamo il cubo con la molla attaccata e lo poniamo sul
tavolo, poi lo spingiamo con forza contro la parete in modo che la molla
venga a comprimersi accumulando cos� energia potenziale.
Appena togliamo la nostra mano, la molla liberer� la sua energia potenziale
in cinetica e cos� il cubo si sposter� sul tavolo. La parete di quanto si �
spostata?

Prendiamo ora l'altro cubo di 1Kg(cio� identico all'altro). Ora sul tavolo
abbiamo due cubi identici, solo che uno dei due ha la molla attaccata.
Avviciniamo i due cubi in modo da comprimere la molla il pi� possibile e poi
di colpo lasciamo la presa.
In questo secondo caso si noter� che anche il cubo che non ha la molla
attaccata si sposter� alla stessa velocit� e per la stessa distanza del cubo
che ha la molla attaccata(trascuriamo il peso della molla e attrito).

Feynman quando parla del terzo principio si rif� giustamente alla quantit�
di moto se ricordo bene e parla addirittura di esplosioni tra i due cubi.

Si nota quindi che la forza che viene esercitata dalla molla si distribuisce
equamente su tutti e due i cubi.
Quindi ne possiamo dedurre che ad ogni azione deve risultare una reazione
uguale e contraria. Nel caso del cubo sulla parete non si nota lo
spostamento della parete, ma si nota che il cubo va pi� lontano! Cio� si
nota che nella prima esperienza(cubo con molla s contro la parete) il cubo
viene lanciato pi� lontano. Questo significa che la parete ha "reagito" in
modo uguale e contrario. Solo che noi NON lo notiamo.
Nel caso dei due cubi, non solo si nota che c'� una reazione uguale e
contraria ma si nota anche che lo spostamento � inferiore(perch� la molla ha
dovuto spingere anche l'altro cubo).

A mio parere, da un punto di vista didattico per far comprendere bene questo
terzo principio, bisogna insistere molto su "cosa" produce il moto. Cio�
"cosa" � che produce la forza, quale � il dispositivo che produce la forza.

In questo il dispositivo � la molla. Ma la molla per poter far muovere un
corpo deve essere applicata in questo modo e deve essere compressa.

Anche quando si spinge un oggetto possiamo notare che c'� una "reazione"
uguale e contraria.

Due gemelli vanno a pattinare sul ghiaccio, hanno gli stessi identici
pattini e hanno lo stesso peso. Uno dei due cerca di spingere l'altro(mentre
l'altro non svolge nessuna azione). Cosa succeder�? Succede che pi� si
spinge e pi� si viene spinti.

Cio� pi� il gemello che spinge, aumenta la intensit� della spinta(ad ogni
tentativo) e pi� spinger� suo fratello lontano e pi� anche lui verr� spinto
lontano. Accade come tra i due cubi. Se il gemello che spinge desidera
essere spinto pi� lontano flettendo le sue braccia, dovr� dire all'altro di
tenersi saldamente alla corrimano e cos� si autospinger� all'indietro pi�
lontano. Se invece l'altro � fermo e non vincolato a nulla, allora sar� come
tra i due cubi.

Ora per� complichiamo questo genere di esperimento.

Un gemello � fermo sulla pista e l'altro arriva a bassa velocit� e lo
spinge. A questo punto la forza � dovuta all'urto e non alla
spinta(flessione delle braccia). Cio� � dovuto alla quantit� di moto del
gemello che arriva(massa e velocit�).

Anche in questo caso il terzo principio � valido. Ma dobbiamo tenere
presente che la quantit� di moto del gemello che arriva � maggiore. Ma la
"reazione" del gemello fermo sulla pista si far� sentire lo stesso frenando
per quanto possibile la corsa del gemello che arriva. Se proprio si vuole
vedere una reazione pi� evidente, basta che il gemello in moto urti una
tenda elastica cos� da vedere che la quantit� di moto viene ceduta alle
molle che la "ridanno" al gemello che verr� spinto indietro. In questo caso
la reazione � evidente.

Pi� si arriva a forte velocit� e pi� si verr� spinti indietro. Non entro nel
merito degli urti elastici e analestici, per non complicare il
discorso......

Bisogna quindi entrare nell'ordine di idee che una forza che viene applicata
o anche nel caso degli urti, � qualcosa che si attua su due corpi e tutti e
due i corpi partecipano.
Cio�, non esiste una azione senza una reazione. Solo che nella vita di tutti
i giorni non siamo abituati a vedere questo tipo di reazione.

Penso che didatticamente sarebbe interessante portare i ragazzi in palestra
con i pattini a rotelle e far fare loro queste esperienze, cos� da
convincerli che ogni azione � naturalmente seguita da una reazione.
Nella nostra esperienza quotidiana siamo abituati o a riuscire a spingere
qualcosa, oppure quella cosa ci resiste. E quando veniamo spinti indietro lo
attribuiamo alla forza dell'altro. Cio� ad una forza che � "agente".

La reazione c'� sempre. Se noi ci troviamo nello spazio e due corpi si
urtano, � evidente che il moto subisce una variazione. Un che cade sulla
luna non sposta la luna in modo considerevole, ma arresta la sua corsa. Non
sempre possiamo vedere "il rimbalzo" tra i corpi, ma questo non significa
che non vi sia una "reazione", cio� una resistenza al moto.

Sostanzialmente bisogna abituarsi a pensare al fatto che quando si applica
una forza ad un corpo si incontra sempre una resistenza, e quella resistenza
� la "reazione". E pi� � intensa la forza applicata, cio� pi� � intensa la
azione, pi� sar� intensa la "reazione".
Il fatto che sia di verso opposto � facilmente intuibile, ma il fatto che
sia di pari intensit�(cio� dello stesso modulo) non � sempre evidente. Ma
c'� sempre, in ogni caso. E bisogna imparare a "vederla" nel fatto che
qualcosa "resiste" a quella forza che "agisce".

In modo del tutto banale potremmo enunciare questo terzo principio dicendo
che ad ogni azione corrisponde una resistenza contraria in verso. E che
maggiore � la intensit� della azione e maggiore sar� la resistenza.

Ovviamente nella esperienza quotidiana noi sperimentiamo il fatto che pi�
spingiamo e pi� la resistenza viene a ridursi. Ma questo � sbagliato!
Dobbiamo pur notare che in realt� pi� spingiamo e pi� "stiamo mettendo
forza".
Anche quando il corpo si sposta facilmente e noi decidiamo di aumentare la
intensit� della nostra spinta, dobbiamo capire che noi stiamo mettendo pi�
forza e che quindi la resistenza del corpo che spingiamo � maggiore proprio
perch� stiamo mettendo pi� forza.

Cio� dobbiamo imparare a capire che pi� mettiamo forza e pi� ci viene
offerta resistenza, e questo lo notiamo proprio dal fatto che per mettere
pi� intensit�, dobbiamo mettere pi� energia, cio� dobbiamo spingere di pi�.
E' vero che il corpo si muove di pi�, ma noi stiamo mettendo pi� energia. E
questa maggiore energia che dobbiamo mettere � dovuta al fatto che il corpo
"resiste".

Tornando ai due gemelli, di cui uno dei due spinge l'altro flettendo le
braccia, dobbiamo capire che pi� mette forza nel flettere le braccia, cio�
pi� lo spinge con forza e pi� verr� esso stesso spinto indietro con maggiore
intensit�.

Ancora una volta, e concludo, il senso comune d� problemi alla nostra esatta
intuizione dei fenomeni fisici.
Ed Elio Fabri si � adoperato in continuazione per mettere in evidenza questo
aspetto, tutte le volte che ha detto: non � tanto un problema matematico ma
un problema di "fisica".

Intuire la matematizzazione non � cosa facile, ma anche intuire il problema
"fisico" non � facile, e questo lo vediamo con la Relativit� in particolare.

Saluti a tutti
Franco
Received on Wed Mar 23 2005 - 20:28:39 CET