EWA wrote:
>
> Innanzzi tutto non esiste la forza centripeda. Quella centripeda �
> l'accelerazione diretta verso il centro.
> Cio che scaturisce dall'accelerazione (centripeda) per reazione
> � la forza
> centrifuga, diretta nel verso opposto all'accelerazione.
>
> E' come quando stai in macchina dai un'accelerata (equival.
> all'accelerazione centripeda) nel verso di marcia ma senti una
> forza opposta (equiv. forza centrifuga)
>
> In poche parole la forza centrifuga � l'effetto dell'accelerazione
> centripeda (F=ma, forza centripeda non esiste e se esisterebbe
significa
> che ci dovrebbe essere un'accelerazione centrifuga ma questa �
un'altra
> storia poich� stiamo parlando di moto circolare uniforme)
>
> Spero che con poche parole sia stato chiaro.
>
Ciao, proprio per niente!! :-)
(Intanto si dice centripeTa non centripeDa).
In generale, per avere un moto non rettilineo da parte
di un punto materiale in un sistema di riferimento inerziale
e' necessario che la forza totale agente sul punto abbia
una componente centripeta, cioe' che punti verso il
centro del "cerchio osculatore" alla curva. Ma non andiamo
subito nel difficile.
Per semplificare le cose prendiamo un moto circolare uniforme
di un punto materiale,cioe' che avviene lungo una circonferenza
e con modulo della velocita'costante.
In tal caso si vede che l'accelerazione del punto, il
*vettore* a, punta sempre verso il centro della circonferenza
ed ha modulo costante. Sia m al maasa del punto, applicando
quindi la seconda legge della dinamica:
F= m a
dove F e a sono il *vettore* forza totale agente
sul punto ed il vettore accelerazione accelerazione del punto
rispettivamente, si vede la forza totale, *di qualunque
natura essa sia* (elettromagnetica, gravitazionale, dovuta
all'attrito), deve essere *centripeta*, cioe' diretta verso
il centro della circonferenza perche' parallela ed equiversa
all'accelerazione che e' come detto *centripeta*.
Quindi *centripeta* non caratterizza la natura della forza
(cioe' se e' elettrica, gravitazionale,... o una combinazione
di queste, ma caratterizza solo il particolare modo geometrico
nella quale agisce durante il moto considerato).
Tutto questo se il moto e' descritto da un riferimento inerziale
in cui il punto e' visto percorrere una circonferenza con modulo
della velocita' costante. Ora mettiamoci in quiete con il punto,
scegliendo pertanto un riferimento *accelerato* rispetto al
precedente riferimento inerziale. Il nuovo riferimento NON puo'
essere inerziale per costruzione.
Nel nuovo riferimento il punto e' fermo, per cuila sua
accelerazione e' nulla a'=0. Se vogliamo ancora applicare
la seconda legge della dinamica forzando lo schema della
dinamica (perche' la seconda legge ed il concetto di forza
hanno senso proprio solo nei sistemi inerziali, dovra'
dunque essere
F'= m a' = 0
Quindi la somma di tutte le forze agenti sul punto deve
essere nulla. Ammettendo per fare quadrare i conti siamo
costretti ad assumere che sul punto, oltre alla precedente
forza centripeta F agisca una nuova forza f in modo tale che
F' = F+f = 0
Quindi f deve essere "centrifuga" per annullare una forza
centripeta.
f e' una forza apparente perche' non ha una causa fisica
(non e' dovuta alla presenza di un secondo corpo che interagisce
con il punto materiale, come era invece per F, non soddisfa
il principio di azione e reazione...).
Dal punto di vista *pratico*, quando siamo in auto e facciamo
una curva, sentiamo le pareti della macchina e/o il sedile che
ci spingono, bene quella e' la forza *centripeta* che ci permette
di compiere la curva.
Veniamo al problema di Sara.
Mettiamoci in un sistema inerziale in cui la terra e' vista
ruotare.Il corpo e' all'equatore ed e' solidale con la terra.
Pensiamo il corpo sul piatto di una bilancia (a molla) in
quiete sulla terra. Sul corpo agiscono DUE forze *in direzione
radiale*
1) la forza di gravita' mg, verso il centro della terra (g e'
l'accelerazione gravitazionale nel punto considerato, che
per semplicita' si puo' pensare uguale su tutta la superficie
terrestre [ma non lo e'!]).
2) la reazione vincolare N del fondo della bilancia con cui
cerchiamo di misurare il peso effettivo del corpo.
N e'radiale di verso uscente dal centro della terra.
Deve essere, dove a e' il vettore di accelerazione
*centripeta*, noto:
mg + N = m a
quindi
N = ma - mg
Il peso effettivo e' P = -N = mg - ma, ossia
P = mg - ma
Se proprio vuoi complicarti la vita con le forze apparenti
centrifughe, l'equazione di sopra la puoi leggere anche,
mettendoti in un sistema NON inerziale in quiete con la terra,
come:
P = mg + f,
dove f e' la forza centrifuga = -ma.
Attenzione che g e' diretta verso il centro della terra e P
anche mentre f=-ma ha verso opposto, per cui |P| < m|g| ed il
peso effettivo e' dunque minore di quello in assenza di rotazione
(al polo).
Ciao, Valter
--
Nuova moderazione in fase di test - perdonate i disagi
Received on Thu Sep 28 2000 - 00:00:00 CEST