Dilemma sull'inerzia di corpi solidi (difficile ma affascinante).

From: Marmotta <paoloperone_at_libero.it>
Date: Thu, 08 May 2003 23:33:46 GMT

Salve a tutti, scrivo su questo NG per risolvere un dubbio sull'impulso e
sull'inerzia.
Dalla meccanica del punto ideale studiata a suo tempo al liceo sembrerebbe
che, appena imprimo ad esso una qualunque forza, esso immediatamente si
muove, per cui all'istante 0+e (dove con e intendo il classico epsilon
positivo) la sua velocit�, e ovviamente anche l'accelerazione, sar� diversa
da zero.
Ho cercato di considerare per� un "punto" dotato di grande massa, tipo 500
tonnellate, cui si imprimono svariati KN, ma il discorso non muta, il moto
appare istantaneo e sembra non vi sia inerzia.

Ma � chiaro che la meccanica del punto non funziona pi� per solidi massicci
come un treno (10 carrozze da 42t pi� un locomotore da 80t sono in tutto
500t), ma non avendo potuto studiare meccanica razionale non saprei come
affrontare la questione.

Il problema � questo: immagino che da quando il macchinista d� corrente ai
motori fino a quando la velocit� diventa non nulla (positiva) passi un certo
lasso di tempo (per esempio mezzo secondo).
1) intanto, � vero ? (alcuni macchinisti mi dicono che il ritardo �
impercettibile e ridottissimo)
2) ci� � dovuto perch� la forza impressa impiega del tempo per vincere la
naturale resistenza del treno a variare il proprio stato di quiete ?
3) ...oppure perch� essa impiega del tempo unicamente per vincere gli
attriti volventi dei cuscinetti delle ruote, mentre l'avviamento in moto �
di per s� istantaneo ?

4) Qualcuno mi ha detto che basta far sviluppare al motore una certa potenza
critica (ma io direi forza), superiore alla soglia critica determinata dalla
massa in questione, e il mezzo si mette in movimento; se se ne imprime di
meno, il mezzo non si muove. In questo caso il diagramma dell'accelerazione
in funzione della forza impressa sarebbe una retta (o una curva?) che nel
primo quadrante parte non dall'origine ma da un valore critico particolare.
E' corretto?

5) ma allora, mi sembra che il teorema dell'impulso vada a farsi
friggere....non � forse vero che si pu� spostare una grande massa con una
forza molto piccola, impressa per� per lungo tempo ? (ricordate quel tipo
che spostava un carro merci tirandolo con una fune fissata ai propri denti
?!? dopo svariati minuti di sforzo, il carro si muoveva; sarebbe dunque vero
il punto 3, o come sostengo io, il 2 ??)

6) pensate agli aerei: quando il pilota d� gas alle turbine, il veicolo si
muove dopo 2-3 secondi....anche l� � solo questione di vincere gli attriti
del carrello ?? Mi sembra davvero esagerato, se fosse cos� !! Ma ancor di
pi� pensate alle navi! Passano parecchi secondi da quando l'elica inizia a
girare fin quando la nave si muove, anche di poco. Tutto 'sto tempo solo per
annullare il ridicolo attrito dell'acqua sullo scafo immerso? Io credo che
molta parte della spinta serva proprio a variare lo stato di quiete di
centinaia di tonnellate d'acciaio....

7) poniamo per ipotesi che questa mia tesi sia vera; (qui mi vengono i
brividi) allora un pesante blocco di marmo sospeso ad una fune (in modo da
eliminare l'attrito radente della base d'appoggio) pu� essere mosso anche
spingendolo con un dito...?!? (basta aspettare un po'....)....� cos� ?

8) In realt� tuttavia pare che per masse non eccezionali lo sforzo da fare,
in questa situazione ipotetica di attriti trascurabili, sia veramente
piccolo....ci� giustificherebbe il fatto che una E402a dalla potenza di 6MW
possa "smuovere" le sue 10 carrozze dopo pochi decimi di secondo (con tutte
le resistenze al rotolamento di decine di assi !!!). Ma allora il rapporto
potenza/ massa resistente � molto pi� vantaggioso per un treno che non per
un aereo o una nave, i cui sistemi propulsivi hanno potenze mostruose ?!? E
un razzo spaziale? perch� non decolla subito dopo l'accensione dei motori,
ma dopo qualche secondo? Non mi direte che il discorso cambia, perch� in
orizzontale la gravit� � neutra mentre in verticale agisce come un motore
"al negativo"....?!?

Mah, dopo che ho scritto questi miei dubbi, temo di aver seminato pi�
confusione che altro....

Scusatemi per le tante ovviet� che avr� scritto e per la confusione che ho
provocato mescolando tante questioni insieme.....illuminatemi con le vostre
equazioni integro-differenziali ! (ma penso che basti l'algebra
elementare)
Mi piacerebbe in particolare sapere il parere di Elio Fabri....
Grazie a tutti in anticipo,

Paolo.
Received on Fri May 09 2003 - 01:33:46 CEST