Re: forza d'inerzia

From: Luciano Vanni <luciano_at_valeriovanni.com>
Date: Sun, 13 Oct 2002 10:29:44 +0200

On Sat, 12 Oct 2002 10:26:51 GMT, "Luca" <lucasmn_at_libero.it> wrote:

>Mi potreste spiegare cos'� veramente la forza d'inerzia?
>So che per definizione � ,dato un corpo sottoposto ad accelerazione, pari
> -m*a,
>ma che signidficato fisico ha?
>E poi, a cosa serve il principio di d'Alembert? Io non ne ho mai trovato
>nessuna utilit�
>fino ad ora (IV anno ing. meccanica) o forse l'ho applicato senza rendermene
>conto.
>Il mio problema nasce dal fatto che nello studio fatto a lezione della fase
>di aspirazione di una pompa alternativa,
>si � considerato che alla massa di fluido compresa tra il serbatoio e la
>valvola di aspirazione, ovvero tutta la massa
>nella condotta di collegamento, � applicata una forza (che per effetto del
>moto del pistone, varia sinuisoidalmente)
>ma nella trattazione, questa forza viene considerata opposta
>all'accelerazione subita dalla massa fluida, e che quindi,
>divisa per l'area della sezione di aspirazione, provoca una diminuzione
>della pressione rispetto a quella
>che era presente in condizioni statiche all'aspirazione:insomma "il pistone
>comincia ad indietreggiare e *per l'inerzia*
>del fluido, quest'ultimo rimane per un attimo in trazione, diminuendo la
>propria pressione in ogni sezione" (parole sentite a lezione).
>Vorrei in sostanza sapere in quali occasioni viene impiegata la forza
>d'inerzia nella trattazione di un modello fisico.
>Grazie
>Ciao
>Luca.

Per rendersi conto di che cosa sia la forza d'inerzia basta andare a
fare la spesa al supermercato con il carrello bello pieno.
ti accorgerai che per fare partire il carrello fai una discreta fatica
mentre per mantenerlo in moto sudi molto meno.
Se consideri che quando il carrello si muove lo fai andare di moto
praticamente rettilineo uniforme ti rendi conto che nel moto (se lo
tieni uniforme ovviamente) devi solo vincere le resistenza
dell'attrito delle ruote.
Quindi fissa bene l'attenzione sul fatto che il moto � uniforme e
considera che se tu fossi su ghiaccio faresti ancora meno fatica e se
non esisstesse l'attrito addirittura andrebbe da solo.
Per� il carrello � partito da fermo ed ha acquistato velocit� v.
Ti rendi conto che il carrello ha subito un'accelerazione che lo ha
fatto passare da velocit� zero a velocit� v. Questa accelerazione non
puoi che avergliela fornita tu (ed � necessaria anche se sei sul
ghaccio).L'idea che dare un calcio ad una pietra in assenza di gravita
e attrito non provochi dolore � un'idea malsana.

Se m � la massa del carrello tu gli devi aver fornito una forza ma.
Poich� il carrello si muove di moto uniforme occorre che durante il
regime transitorio tra fermo e moto uniforme sul carrello sia
applicata una forza ma.

Se scrivi il secondo principio come F - ma=0 ti accorgi che
nell'equazione l'inerzia ma ha segno negativo

Ovviamente questo vale se il moto finale � uniforme e rettilineo.
Se continui ad accelerarlo dovrai fornire continuamente una forza.

In questo caso puoi pesare a stati infinitesimi di moto uniforme.

In sostanza per accelerare un corpo occorre fornire una forza pari
proprio a ma perch� istante per istante la massa reagisce con una
forza contraria che si chiama inerzia in quanto la materia per qualche
motivo non � tanto contenta di essere accelerata mentre � contenta di
stare ferma o di mantenere la propria velocit� che ha acquistata in un
certo istante ( diciamo che gli piace lo stato qu� � coservatrice e
forse chiss� un po' reazionaria).
Quindi se vuoi sollevare una colonna d'acqua con la pompa non devi
fornire non solo la energia necessaria alla pressione statica di
sollevamento, ma devi fornire una energia superiore per vincere la
forza di inerzia oltre ovviamente al lavoro occorrente a vincere la
gravit� e alle perdite di carico.
Mi pare che per� la forza di inerzia giochi un ruolo marginale sul
fenomeno in quanto una volta arrivati a regime la velocit� di uscita
dell'acqua � costante quindi mi sembra che l'unica accelerazione(per
vincere l'inerzia) da fornire sia quella occorrente per portare la
stessa acqua da velocit� nulla nel punto di pescaggio a velocit� di
uscita della colonna .

Sul fatto che si verifichi un calo di pressione all'aspirazione dal
serbatoio di pescaggio � sicuramente certo in quanto in questa fase
l'acqua nella codotta di mandata tende a invertire il proprio
movimento non ricevendo l'impulso del pistone (che va in senso
opposto).
Per tale motivo penso si introduca una valvola di ritegno (non
ritorno) per fare in modo che l'acqua non scenda facendo calare il
rendimento e danneggiando il pistone.
La chiusura automatica della valvola per� successivamente fa crescere
la pressione provocando quel fenomeno tanto temuto denominato colpo
di ariete dovuto ancora all'inerzia che questa volta � provocato dalla
(se pur piccola) compressibilit� dell'acqua

Del principio di D'alambert ho qualche vaghissimo ricordo da meccanica
razionale,ma non mi pare che nelle normali applicazioni
ingegneristiche sia mai usato.
Spero di esserti stato di aiuto e scusa le imprecisioni (o le
cazzate).Ma le pompe a pistone le conosco poco.

ciao
Received on Sun Oct 13 2002 - 10:29:44 CEST