27/03/16

Appendice centrifugata sul quiz: " le apparenze ingannano"

Considerato che in molti commenti al quiz è stata proposta una soluzione basata sulla forza centrifuga, ai papalli sembra giusto consentire a tutti di capire almeno di cosa si tratta.

Chi si avvicina al mondo di Papalla rischia di perdersi quando le cose si complicano, meglio fare un passettino per volta … poi gioco dopo gioco si vedrà....

Ma bando alle chiacchiere....

Si è detto che le astronavi ruotano su se stesse.

La situazione è molto simile a quella della giostra trattata nel racconto: "Una Giostra Circolare e Uniforme (parte 2)"  QUI

In particolare nella figura 12 si era arrivati a legare la velocità tangenziale a quella angolare

Figura 12: velocità a confronto

Velocità tangenziale = raggio x Velocità angolare

V = r ω

Ciò significa che la velocità dipende dalla distanza dei papalli dal centro di rotazione, come mostra la figura

01Figura1
Figura 1: Ogni passeggero ha la sua velocità tangenziale

PapalGalileo si trova al centro dell'astronave per cui il raggio è uguale a 0 e la sua velocità tangenziale è nulla!

Se si guarda l'astronave dall'esterno mentre lei ruota i papalli tendono a proseguire dritti con una certa velocità (velocità tangenziale), tanto che PapalMafalda finisce contro la parete dell'astronave.

Anche PapalPierino si allontana dal centro e si avvicina un pochino di più alla parete, ma in maniera minore rispetto a  PapalMafalda, dato che la sua velocità tangenziale è inferiore.

Solo PapalGalileo rimane perfettamente al centro dell'astronave.

Vista da chi sta all'interno dell'astronave: PapalMafalda vede la parete avvicinarsi, come se una misteriosa forza la spingesse verso la parete... lo stesso accade a PapalPierino, ma in maniera decisamente più contenuta, solo PapalGalielo non avverte nessuna spinta, lui rimane ancorato al centro, d'altronde la sua velocità tangenziale è nulla.

Questa misteriosa forza, fittizia per un osservatore esterno, ma reale per chi sta dentro l'astronave, è la stessa dei racconti papalliani: "Quella fittizia della centrifuga"  QUI

Cosa possono fare quindi PapalMafalda e PapalPierino?

Spostarsi verso il centro dell'astronave e vedere se avvertono ancora qualche  strana forza che cerca di spingerli verso la parete (Forza centrifuga).

Se uno dei due papalli anche al centro dell'astronave avverte una forza che lo spinge verso la parete il motivo potrebbe essere dovuto al movimento di rivoluzione di un'astronave rispetto all'altra..

Anche in questo caso meglio vedere cosa succede.

Innanzitutto la situazione è diversa da prima, poiché in quel caso i passeggeri stavano dentro le astronavi rotanti, mentre qui le due astronavi non sono legate da nulla (la forza di attrazione gravitazionale è trascurabile.. è una corda troppo sottile..).

L'astronave che gira intorno all'altra continua a cambiare direzione e verso della velocità (il modulo si è detto che rimane costante).

Visto dall'esterno, un papallino posizionato al centro dell'astronave prosegue dritto, mentre l'astronave cambia direzione e verso seguendo la circonferenza, come mostra la figura

01Figura2
Figura 2 : curvatura e foza centrifuga

Mentre l'astronave segue la circonferenza, PapalMafalda prosegue dritta e finisce contro la parete ...

Anche PapalPierino si avvicina alla parete, ma in maniera minore, dato che la curva che segue la sua astronave non è così spinta come quella dell'astronave di PapalMafalda.

Anche in questo caso per PapalMafalda c'è una forza che la spinge verso la parete e lo stesso accade a PapalPierino, ma in misura minore.

Ciò significa che più le due astronavi sono lontane, più il cerchio si allarga ed il passeggero al suo interno avverte una spinta sempre più leggera che tende ad annullarsi per distanze e circonferenze elevate.

Al contrario più le due astronavi sono vicine più è forte la spinta verso la parete che avverte il passeggero...

Perciò PapalMafalda e PapalPierino possono semplicemente spostarsi al centro dell'astronave e se avvertono ancora una spinta significa che sono sull'astronave che gira intorno all'altra...

... Più le astronavi sono vicine più la spinta che avvertono è forte, più sono lontane più si affievolisce..

Ovviamente un Papallo più robusto è più difficile da spostare, ma questa è un'altra storia..

Ai papalcuriosoni che vogliono conoscere meglio questa strana forza, si consiglia questo splendido articolo di PapalEnzo...QUIpapal

 

 

 

6 commenti

  1. e non si dica più che la forza centrifuga non è una vera forza.... :mrgreen:

  2. michele

    Ritengo sia fuorviante definire fittizia la forza centrifuga lasciando intendere che si tratti di una forza che ci si inventa per mettere a posto le cose come ad esempio la forza di inerzia. Essa è una forza realissima che non viene applicata dall'esterno ma viene autoindotta dalla rotazione, alla stessa stregua ad esempio della forza di Coriolis autoindotta in parte dalla rotazione oppure della forza gravitazionale che viene autoindotta dalle masse di due corpi interagenti a distanza.

     

  3. su questo argomento, caro Michele, abbiamo discusso molto a lungo, parlando di sistemi inerziali e non inerziali (vedi approfondimento sulla forza centrifuga).

  4. michele

    Visto. Ma lo studio del moto in coordinate polari con riferimento inerziale manca del tutto. Questo è essenziale se si vuole chiarire le azioni autoindotte dalla componente rotazionale del moto.

  5. puoi studiarlo nelle coordinate che vuoi ma l'essenza è sempre la stessa. Cambia il modo di descrivere, ma non il concetto di base. Ci mancherebbe altro che cambiando coordinate cambiassero le conseguenze... E poi cosa intendi con azioni AUTOINDOTTE ???? La forza di Coriolis si descrive in qualsiasi modo... basta avere una rotazione e un moto diverso nel sistema rotante. Sembra quasi che tu voglia sempre trovare dei "bachi" in quello che leggi...  Mi spiace, ma qui si cerca di spiegare la fisica in modo semplice, non siamo un'università specialistica...

  6. michele

    Le mie osservazioni sono pro bono Fisicae ma vedo che non sono ben accette. Mi ritiro in buon ordine e buon proseguimento. Consentimi Enzo un ultimo suggerimento: un tantino di umiltà non guasterebbe. Ossequi.

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