forza centrifuga- forza centripeta
Ciao! Quando mi chiedono un esercizio sulla forza centripeta- forza centrifuga non capisco mai quando devo considerare una o l'altra. La forza centrifuga è quella che determina il moto circolare e che la forza centrifuga è una forza apparente... Ad esempio in questo esercizio: "Una bilancia tara in newton è posta sul pianale di un camion a una velocità costante di 14 m/s. Una cassa del peso di 500 N è posta sulla bilancia. Calcola l'indicazione della bilancia nei seguenti casi: - il camion passa sul culmine di un dosso avente raggio di curvatura di 100m -il camion passa sul fondo di una cunetta avente raggio di curvatura di 80,0m (Soluzioni 400N, 625N) Il mio ragionamento: Dato che il camion si muove a velocità costante, c'è un moto circolare uniforme e quindi non considero la forza centrifuga che è una forza apparente, le quali sono dovute ad un moto accelerato. Perciò considero la forza centrifuga. Quindi come risposta alla prima domanda: 500N+ Fcentripeta=600N seconda domanda 500-Fcentripeta = 375N Dalle risposte è chiaro che considerano la forza centrifuga, ma non capisco perchè :( Qualcuno potrebbe spiegarmi cosa non ho capito su queste forze? Grazie in anticipo:)
il 04 Ottobre 2015, da ciao ciao
Ciao ciao ciao! Dunque, il ragionamento seguito è corretto sino a un certo punto. Le forze apparenti sono forze che vengono inserite da osservatori non inerziali per spiegare fenomeni che non aderiscono alle leggi di newton, che sono queste qui: https://library.weschool.com/lezione/leggi-di-newton-dal-principio-d-inerzia-quello-di-azione-e-reazione-6965.html. Un osservatore non inerziale non si muove di moto rettilineo uniforme rispetto ad altri osservatori inerziali: non solo di moto rettilineo uniformemente accelerato, quindi, ma anche di moto circolare, moto armonico, eccetera. Poi, dobbiamo chiederci che cosa succede alla cassa da $500 \text{ N}$, al camion che la trasporta e come funziona la bilancia. Il camion si sposta di moto circolare uniforme, quando supera la collina o il dosso; per farlo, deve accelerare verso il centro di curvatura (altrimenti continuerebbe di moro rettilineo uniforme dentro la collina, che non va bene). Se il camion accelera verso il centro di curvatura, questo provoca una reazione su tutto ciò che il camion contiene: autista, cassa, bilancia. Per il principio di azione-reazione, questa reazione ha verso opposto a quello della forza che la provoca: quindi salendo sul dosso, è diretta verso l'alto (poiché il centro di curvatura è sotto, e quindi l'accelerazione centripeta è volta verso il basso), mentre sul fondo della cunetta la reazione è rivolta verso il basso (in quanto il centro di curvatura è sopra il camion, e dunque l'accelerazione centripeta spinge verso l'alto). L'intensità della forza provocata dall'accelerazione centripeta è pari a $ \frac{v^2}{r} $, come spiegato qui https://library.weschool.com/lezione/moto-circolare-uniforme-periodo-frequenza-e-velocit%C3%A0-angolare-6613.html; sostituendo vengono proprio i risultati previsti dall'esercizio. Come puoi notare, inoltre, i tuoi risultati sono dovuti solo ad un errore di segno: $500 + 100 = 600$, mentre la soluzione indica $400$, cioè $500 - 100$. Quel che ci dobbiamo chiedere è: chi valuta il peso? La bilancia. È in un sistema di riferimento inerziale? No, il camion a cui è solidale curva e accelera. Quindi non può che valutare le forze apparenti, come la forza centrifuga. D'altro canto, un uomo che osserva il camion dal lato della strada vede la bilancia che pesa non $500 \text{ N}$, ma altri numeri bizzarri, e ne deduce che il camion non è un sistema di riferimento inerziale! Ti consiglio di leggerti questo contenuto https://library.weschool.com/lezione/forza-centripeta-e-forza-centrifuga-definizione-e-differenze-6968.html che tratta di un problema simile. Spero di aver chiarito ogni dubbio: se ne rimane qualcuno, fammi sapere! Ciao e buona giornata :D