Ho il seguente quesito:
Due treni identici partono per un giro intorno al mondo lungo l'Equatore in direzioni opposte.
Partono insieme, viaggiano alla stessa velocità e su binari paralleli ma diversi.
Quale treno consumerà per primo il "battistrada" delle sue ruote ?
Avrei dovuto postare il problema nelle sezioni più ludiche ma l'ho scritto qui perché non so se ho ben compreso la soluzione, che pubblico sotto con le mie considerazioni.
L'ho messa sotto spoiler così chi vuole può commentare senza influenze.
Testo nascosto, fai click qui per vederlo
Soluzione:
Naturalmente il treno che viaggia contro lo "spin" della Terra.
Questo treno consumerà prima le sue ruote perché la forza centrifuga è minore su questo treno.
Dunque ... se la Terra non ruotasse e il treno fosse fermo sarebbe soggetto alla forza di gravità compensata dalla reazione del terreno (ovviamente lasciando perdere tutto il resto, siamo nel caso ideale, ecc.).
Siccome la Terra gira, il treno anche se fermo rispetto ad essa si trova in moto circolare uniforme e quindi soggetto ad una forza risultante netta centripeta; ergo la forza di reazione normale del piano sarà inferiore (leggermente) alla forza di attrazione terrestre che è rimasta la stessa.
Se il treno si muove con velocità costante (rispetto alla Terra) nello stesso senso di rotazione del pianeta sarà ancora in moto circolare uniforme ma l'accelerazione centripeta sarà maggiore e di conseguenza la forza normale di reazione sarà minore rispetto alla precedente. Viceversa se il verso è contrario, l'accelerazione centripeta sarà minore e la forza normale di reazione sarà maggiore.
Ne concludo che è questa differenza di "pressione" la causa del maggior consumo del "battistrada" delle ruote del treno.
Isn't it?
Naturalmente il treno che viaggia contro lo "spin" della Terra.
Questo treno consumerà prima le sue ruote perché la forza centrifuga è minore su questo treno.
Dunque ... se la Terra non ruotasse e il treno fosse fermo sarebbe soggetto alla forza di gravità compensata dalla reazione del terreno (ovviamente lasciando perdere tutto il resto, siamo nel caso ideale, ecc.).
Siccome la Terra gira, il treno anche se fermo rispetto ad essa si trova in moto circolare uniforme e quindi soggetto ad una forza risultante netta centripeta; ergo la forza di reazione normale del piano sarà inferiore (leggermente) alla forza di attrazione terrestre che è rimasta la stessa.
Se il treno si muove con velocità costante (rispetto alla Terra) nello stesso senso di rotazione del pianeta sarà ancora in moto circolare uniforme ma l'accelerazione centripeta sarà maggiore e di conseguenza la forza normale di reazione sarà minore rispetto alla precedente. Viceversa se il verso è contrario, l'accelerazione centripeta sarà minore e la forza normale di reazione sarà maggiore.
Ne concludo che è questa differenza di "pressione" la causa del maggior consumo del "battistrada" delle ruote del treno.
Isn't it?
Cordialmente, Alex