Categorie: Fisica classica
Tags: forza centrifuga forza centripeta forza di gravità moto circolare uniforme
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:16
Ma è così difficile capire la forza centripeta? *
Ripeto solo una frase che torna molto utile in questo frangente (a buon intenditor…):
Molti fenomeni danno luogo a forze centripete e tra queste vi è la forza di gravità. Essa "E'" un tipo di forza centripeta, ma non è affatto una forza che "UGUAGLIA" la forza centripeta. Ripeto: esistono forze di tipo centripeto e la forza di gravità è una di queste! Punto e a capo. Posso porre uguali due espressioni che sono la stessa cosa, ma non posso dire che uguaglio due forze che sono la stessa cosa per avere equilibrio. Il concetto crea confusione e si mischia a quello di forza centrifuga...
Nel sistema solidale con l'oggetto in moto circolare uniforme non si deve dire che la forza di gravità uguaglia la forza centripeta, ma che la forza centripeta (o di gravità, in questo caso) viene bilanciata dalla forza centrifuga. In altre parole la somma della forza centripeta (o di gravità) più la forza centrifuga deve dare come risultato ZERO (oggetto fermo!).
Da cui:
Fg + Fcf = 0
Se non si capisce questo concetto e si continua a UGUAGLIARE la forza di gravità con quella centripeta, la fisica diventa molto dura...
16 commenti
Vediamo Enzo se questa testolaccia ha capito.
La Forza di Gravità è una forza appunto ed è uno dei tipi di Forza Centripeta; nel sistema solidale con l'oggetto in moto circolare uniforme deve esserci in partenza bilanciamento tra la Forza Centripeta e quella Centrifuga ovvero la loro somma deve essere uguale a Zero.
In questo caso si può rappresentare la Forza Centripeta con la Forza di Gravità che sommata alla Forza Centrifuga deve dare Zero se siamo in equilibrio: il tutto proprio perchè la Forza di Gravità non è automaticamente uguale alla Forza Centripeta ma è un tipo di questa. Speriamo bene
La forza centripeta (ad es. quella gravitazionale) obbliga il punto materiale a curvare la propria traiettoria, la forza centrifuga tende invece ad annullare la curvatura della traiettoria.
Si ha equilibrio quando esse risultano uguali e quindi la curvatura resta costante (moto circolare uniforme) e la velocità radiale risulta nulla.
Se il moto radiale non è nullo si hanno due situazioni distinte:
- con punto materiale all'interno della circonferenza di equilibrio la forza centrifuga supera in intensità quella centripeta ed il punto materiale è costretto ad allontanarsi dal centro di rotazione
- con punto materiale all'esterno la forza centripeta supera in intensità quella centrifuga, il punto materiale è forzato a muoversi verso il centro di rotazione
In entrambi i casi il punto materiale tende a riportarsi sulla circonferenza di equilibrio che rappresenta quindi una configurazione di equilibrio stabile.
dici bene Mario,
nel sistema solidale il corpo non si muove. Essendo soggetto a una forza centripeta (che può essere proprio quella di gravità, ma non è un obbligo... pensa a una giostra o a una carica positiva e una negativa, ecc.), per restare fermo è costretto a "inventarsi" una forza uguale e contraria, che prende il nome di forza centrifuga (ma che esiste e come!).
L'ultima parte non è proprio corretta: la forza di gravità è una FORZA CENTRIPETA, ma non è l'unica. Una massa crea una forza centripeta e la forza centripeta diventa quella gravitazionale. Il succo concettuale è proprio questo: la forza centripeta può esprimersi come forza gravitazionale, ma se vuoi equilibrio in un sistema solidale (che si considera fermo) devi annullare la somma delle due forze (centripeta o gravitazionale e forza centrifuga). Dire che per l'equilibrio si deve uguagliare forza centripeta con forza gravitazionale è un concetto ERRATO. Al limite, si può dire che in un sistema NON SOLIDALE con chi è in moto, la forza centripeta è proprio la forza di gravità. Puoi rileggere tutto ciò nell'articolone sulla forza centrifuga, messo negli approfondimenti.
Potrebbe sembrare un discorso di lana caprina, secondario... e invece è fondamentale per capire come funzionano le cose in meccanica classica. E' un po' come dire che 5 + 2
viene uguagliato a 7. No, 5 + 2 è proprio 7!
caro Michele,
ovviamente stiamo dicendo le stesse cose
Caro Enzo posso provare ribadire il concetto con un racconto?
Nel paese dei Papalli, non si finisce mai di scherzare.
I Papalli amano lo sport e tutte le mattine vanno a correre nella pista di atletica di forma circolare.
, senza curarsi minimamente del percorso circolare tracciato dalla pista.
I Papalli sono ottimi corridori e se fosse per loro potrebbero pure proseguire dritti all’infinito
Perciò prima di iniziare la corsa si legano con una corda al centro della pista
, così possono correre quanto vogliono seguendo il tracciato, senza finire fuori pista proseguendo nel loro drittissimo percorso.
I Papalli, oltre ad amare lo sport si divertono ad affibbiare nomignoli e soprannomi, per cui la corda usata nelle corse è conosciuta in giro come: “la centripeta”.
Perché un simile nomignolo?
Perché trattiene i Papalli corridori ancorandoli al centro della pista.
Il Papallo tira dritto, ma la centripeta lo tira verso il centro della pista.
I Papalli, però, sono esseri evoluti, per cui hanno trovato diversi metodi per sostituire la corda ottenendo lo stesso effetto, l’importante è che durante il giro di pista il pappalo corridore venga tirato verso il centro con la giusta forza.
Questa corda invisibile appartiene sicuramente alla famiglia della “centripeta” o perlomeno svolge lo stesso mestiere.
Tra le tante possibili corde invisibili, i Papalli memori di un terribile incidente che ha visto spezzarsi la povera corda “centripeta”, hanno subito affibbiato il nomignolo di “Gravità” ad un delle invisibili corde usate per sostituire quella che si era spezzata
Sulla natura di questa invisibile corda "gravità" capace di trascinare i Papalli verso il centro pista e che svolge il medesimo compito della “vecchia centripeta”, sono nate molte discussioni tra i Papalli.
Quelli più scaltri, nel tentativo di descrivere l’invisibile centripeta “gravità”, erano orientati ad imputare tutto quel trascinamento verso il centro come una caratteristica geometrica della pista stessa.
Al Bar dei Papalli la faccenda era molto discussa.
PapallNewton, per esempio, sosteneva che era un Papallone molto robusto a reggere l’invisibile corda e che più ci si avvicinava a Papallone, più questo tirava con forza la sua invisibile corda.
Papalleinstein, invece, sosteneva che Papallone era così robusto da trasformare il centro della pista in una buca profonda, e si sa che correre in salita è più faticoso (ci vuole molta più energia), per cui più ci si avvicina al centro e della buca e più si viene trascinati verso esso e bisogna correre veloci per non cadervi.
Al Bar, però, le discussioni avevano sempre il loro lato comico, come quando Papallscherzone , ha tagliato “la centripeta” mette Papallatletico correva velocissimo
.
Il Pubblico presente si è spisciato dalle risate….
, come se qualche altra invisibile corda lo avesse trascinato in direzione opposta alla “centripeta”, producendo una inaspettata fuga dal centro, per cui Papallatleta è schizzato via come un proiettile uscendo di pista e finendo nel letamaio di Papallcontadino. 
Rotta la corda che lo tratteneva tutti hanno visto Papallatletico schizzare verso l’esterno del pista
Ancora echeggiano gli urli di Papallatleta, che continuava a ripetere: "altro che la centrifuga l’è fittizia, se prendo Papallscherzone…."
Spero che questo breve racconto (non contenga troppi errori) e che possa stimolare qualche sorridente riflessione.
Paolo
caro Paolo,
sei proprio il "mio" Papaollo!!! Grazie per l'aiuto!!!!
Okkio PapalProf.-Cimabue, il tuo PapalDiscepolo-Giotto sta crescendo bene!!
Tra poco sarà pronto per scrivere un libro di fisica classica adatto per le elementari... anzi, ti dirò di più, ne potrebbe nascere una serie tv a cartoni animati (che ne dici di "Papal-Planet"?!), altro che "Casa di Topolino" che le mie figlie guardavano qualche anno fa sul Disney Channel, il cui principale obiettivo era quello di insegnare ai bambini a contare fino a dieci!!!
E vi giuro che non sto scherzando!!
cara Dany...
ne sono convinto anch'io e ti giuro che non ne vedo l'ora! Se poi avesse bisogno di qualche aiutino, lo farei anche di nascosto...
Comunque, l'idea sarebbe vincente e penso che PapalPaolo abbia tutti mezzi.
Dai Paolino! Se hai tempo provaci... hai anche una grande abilità nel fare disegni. Tutti noi saremo pronti ad aiutarti e a commentare/discutere/proporre... Puoi sempre pubblicare le storie su IlmioLibro della Feltrinelli con poca spesa (oltretutto sono molto interessati ai fumetti in questo periodo). Non sto scherzando nemmeno io!
Caro Paolo,
ci sto pensando e ripensando... dai, appena puoi, metti a fumetti la tua storia, magari allungando un pochino in certi punti e poi la cominciamo a pubblicare qui. Da cosa nasce cosa...
Questa sì che è collaborazione!!!!!
Grazie Dany!
Cara Dany e Caro Enzo, si può anche provare, ma non è semplice tradurre tutto in fumetti.
Purtroppo il disegno a mano libera non è il mio forte
, una cosa è usare immagini e disegni presi da internet e modificarli (cambiarne la scala, distorcerli, come spesso ho fatto con faccine, pianeti, astronavi, volpi, tartarughe, ecc) e condire tutto con figure geometriche (piuttosto semplici da realizzare) e didascalie, altro è disegnare a mano libera e costruire un fumetto. 
Risolto questo problema non è nemmeno difficilissimo costruire delle gif animate, ma da qui ai cartoni animati ne corre....
In fin dei conti, mi sa che la cosa più semplice è costruire e discutere insieme la trama... comunque qualche tentativo si può fare (fino a giovedì lavoro, ma poi sono in ferie per 10 giorni).
Paolo
Ma più che a un cartone animato che forse necessita proprio di qualcosa di più... io pensavo anche solo ai fumetti o al limite a uno scritto corredato da tante figure, come certi libri per bambini che usavano ai miei tempi...
Comunque, nessun impegno e nessuno sforzo aggiuntivo per chi si gode le ferie... Capisco benissimo che io sono in condizioni molto comode ed è facile parlare...
L'importante è che ci sia sempre qualcuno che abbia stimoli, pensieri, fantasie e voglia di studiare e creare... Desidererei proprio che questo circolo diventasse una struttura sempre più indipendente, ricca di uscite e di novità da parte di tutti (o quasi tutti...). Magari, prima o poi, si faranno sentire anche i silenziosi se si accorgono che li abbiamo toccati in un un punto particolarmente entusiasmante per loro.
Io semino tanto, forse troppo, ma tocca a voi raccogliere e superarmi!
Certo, Paolo, quella del cartone animato voleva solo essere una provocazione... mi è venuta spontanea perché, mentre leggevo il tuo raccontino, mi scorrevano davanti agli occhi le immagini di questi simpatici Papalli con i loro faccioni sorridenti e i boccoli di Isaac, i baffoni e i capelli scarmigliati di Albert, il sorriso aperto e misterioso di Richard (lo so, Richard non c'era, ma io sono andata avanti con la fantasia...).
Intanto potresti, se e quando avrai tempo, scrivere qualche altra storiella del genere e chissà che non stimoli la fantasia di qualcun altro bravo a disegnare
Le idee potresti trarle dai vari quiz ambientati su Papalla...
Se uno di questi giorni mi verrà l'ispirazione, magari, ci proverò anch'io... tanto, se scriverò qualche sfondone, "qualcuno" lo correggerà!!
Sai cosa ti dico? Ora vado a fare una passeggiata in riva al mare, dove è più probabile che mi colga l'ispirazione giusta
Brava Dany!
E' così facile, in fondo, divertirsi con le leggi fisiche che regolano questo meraviglioso Universo. Senza boria, egocentrismo e tante macchinose creazioni umane... Il mare, da solo, potrebbe insegnarci centinaia e centinaia di processi naturali stupefacenti. E quanti legami con altre onde, siano esse reali o quantistiche...
Sai Dany, il fatto è che la provocazione era intrigante (sarebbe fantastico un cartone animato..).
Ad ogni modo nei prossimi giorni proverò a tradurla in un racconto illustrato e se riesco in un quasi fumetto.... ovviamente mi servirà l'aiuto e consiglio di Enzo e dei frequentatori del circolo....
Dany, visto che ti piacciono i racconti, non è la prima volta che chiedo aiuto ai nostri amici Papalliani che sono sempre diponibili a raccontare le loro avventure:
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/03/10/la-relativita-speciale-disegnata-da-minkowski-11-tesoro-mi-si-sono-ristretti-i-ragazzi/#comment-9915
Solo che in questo caso il racconto è un po' più complesso.
Paolo
Accidenti Paolo, è vero!!!
Me ne ero dimenticato e ti avevo anche promesso di inserire il tuo pezzo nella RR. Dai, inseriamo i tuoi articoli a fumetti papalliani come contributi effettivi del circolo. Mettili a posto e li pubblichiamo!!!!!
Grandi, veramente grandi!
Certo che questi Papalli, Paolo, ne sanno una più del diavolo... altro che diete e attività fisica costante, una corsettina "veloce" e appaiono subito belli e in forma!
Semplice e geniale, complimenti!
Sai una cosa? Ho notato che in una figura hai usato l'espediente della "dissolvenza" degli orologi posti ovunque per poi evidenziare solo quelli che ti servivano... non credi che lo stesso trucco grafico potrebbe essere usato per simulare l'onda di probabilità?
Mi spiego meglio: tanti fotoni in dissolvenza e uno in evidenza mentre si scontra con un elettrone (anche la nube elettronica potrebbe essere rappresentata tramite tanti elettroni, uno accanto all'altro, in dissolvenza).
cari amici,
che bello vedervi attivi e creativi.
Contatto SuperMagoAlex in modo da dare a Paolo la possibilità di pubblicare da solo direttamente. Sarà tutto più facile... Poi vi mettete in contatto tra di voi (io sono completamente imbranato su questo tipo di cose...).
Si può poi creare una pagina speciale, come quella data a Giorgia... e relativa alle avventure di Papalla...