Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda GiusItaly » 10/12/2012, 14:50

Allora mi son riletto con calma il post di Navigatore.
Per il giroscopio oggi ho chiesto al prof di fisica e mi ha detto che purtroppo non ce l'hanno... E pensare che il mio è un liceo scientifico e che il corso che frequento è un PNI dove la fisica si fa fin dal primo anno :|
Comunque ero già riuscito a capire i fenomeni giroscopi elementari, quello della tenacia dell'asse giroscopico per esperienza diretta ( tempo fa avevo una di quelle trottole con una massa rotante interna che si poteva mettere in movimento tirando una cordicella, Ricordo che già allora rimasi affascinato dal fatto che si "opponesse" appunto alla forza della mia mano nel capovolgerla, solo ora però son riuscito a " risolvere" il mistero :-D ), quello della tendenza al parallelismo invece dall'osservazione del video, non sapevo venissero definiti così però :) Quello che non capivo in realtà era la natura della precessione, ma credo che era dovuto al fatto che mi ostinavo al cercare una qualche forza che contrastasse il momento del peso e della reazione vincolare...
In realtà ancora ora non saprei rispondermi, ma mi accontento della mia "idea" basata sull'inerzia! La precessione terrestre l'avevo già letta proprio sul libro di fisica, anche questa è stata una scoperta per me dato che fino ad ora sapevo che l'asse terrestre fosse "spostato" rispetto a quello ideale che attraversa i poli, ma non sapevo che quest'asse si muovesse... Quant'è bella la fisica! :D
Vega non saprei individuarla ad occhio nudo ma una certa conoscenza sull'astronomia ce l'ho dato che è stata ,e resta comunque (anche se non la coltivo per motivi economici e di mancanza di tempo) una mia passione. Vedrò di farmi aiutare dalla mia fida app per ipad Star Walk :-D (Il film contact non l'ho mai visto, vedrò di guardarlo appena ho tempo, mi piace il genere!)


Azz Faussone ho letto ora la tua spiegazione, sei riuscito a eliminarmi quel dubbio che avevo su cosa contrastasse il momento! Inizio a pensare di non andare molto d'accordo con ste forze fittizzie! :-D
Ah comunque ho controllato sul mio libro di matematica, e c'è un capitolo dedicato ai vettori! Il problema è che forse dovrei studiarmi per bene (dato che ora li conosco vagamente) le derivate e gli integrali per poter affrontare decentemente lo studio di questa parte della fisica :?


Comunque grazie mille a tutti ragazzi, sta benedetta precessione son riuscito a capirla alla fine! Ora però ho un altro dilemma... Mi son fissato sul problema di come si faccia a stabilire se un corpo con una certa velocità e che viaggia su una retta ad una certa distanza dalla terra riesca a sfuggire o meno alla forza di gravità, ieri sera non ho potuto dormire! :-D Ma per ora rimando l'interrogativo, dato che proprio la forza di attrazione gravitazionale sarà l'argomento del prossimo capitolo :D
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda navigatore » 10/12/2012, 15:45

Sei un ragazzo intelligente GiusItaly, e hai una discreta curiosità per la Scienza, che alla tua età non si riscontra spesso!
Continua cosí, e farai cose ottime, ne sono sicuro.
Ma trovare Vega è facile in estate, te l'ho detto come fare, basta che guardi il cielo proprio sopra la tua capoccia: è quasi al tuo Zenit. Vega (alfa della Lira) è una delle tre stelle alquanto luminose del cosidetto "triangolo estivo", le altre due sono Deneb (alfa del Cigno, un pò più a Nord-Est) e Altair (alfa dell'Aquila), un pò più a Sud. Ne ho passato di ore, a guardar le stelle col semplice binocolo!...

Mi spiace che il liceo non abbia un giroscopio, ma sono sicuro che comunque hai capito.
Sí, certo, con i vettori tutto è più semplice certe volte da spiegare. Una sola equazione vettoriale ne sostituisce tre scalari. Però (e ora qualcuno non sarà d'accordo, ma sono abituato a non essere condiviso....) non mi piace pensare che certe grandezze abbiano una "intrinseca natura vettoriale".
I fenomeni naturali sono come sono da "sempre", anche prima che inventassero i vettori (se non erro lo ha fatto Gibbs), solo che era senz'altro più problematico spiegarli. O forse non era neanche ritenuto possibile farlo, non lo so. La natura non sa se esistono i vettori o no. La Matematica è solo uno strumento, "irragionevolmente efficace" ha detto Wigner, ma non più di uno strumento.
Galilei non conosceva i vettori, nè il calcolo differenziale e integrale, eppure ne ha fatta di Scienza...
E cosí pure Newton, che il calcolo differenziale ha dovuto inventarselo...

Ma basta, penso di aver parlato fin troppo. La "velocità di fuga" è un altro argomento, metti un altro post.

Auguri per i tuoi studi.
navigatore
 

Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda Faussone » 11/12/2012, 00:18

GiusItaly ha scritto:Azz Faussone ho letto ora la tua spiegazione, sei riuscito a eliminarmi quel dubbio che avevo su cosa contrastasse il momento! Inizio a pensare di non andare molto d'accordo con ste forze fittizzie! :-D
Ah comunque ho controllato sul mio libro di matematica, e c'è un capitolo dedicato ai vettori! Il problema è che forse dovrei studiarmi per bene (dato che ora li conosco vagamente) le derivate e gli integrali per poter affrontare decentemente lo studio di questa parte della fisica :?


Sulle forze fittizie non sei il solo, ti assicuro che sono in molti a non andarci d'accordo, la cosa più grave è che gli stessi molti pensano di averle capite, quando invece fanno un sacco di confusione. Non è un argomento difficile, ma spesso, te lo dico per esperienza, non sono spiegate bene nelle scuole medie superiori, e a volte persino all'università ci sono professori che non aiutano nella comprensione.

Quando parlavo di matematica vettoriale, intendevo qualcosa di più di quello che normalmente si studia al liceo, ti consiglio di non pensare troppo alle equazioni esatte che regolano il moto della ruota del filmato, ci arriverai in futuro tranquillo.

Ti consiglio al liceo di cercare di comprendere bene i concetti generali senza focalizzarti troppo su come si arriva a certe formule, avrai tempo per farlo. Mantieni l'entusiasmo e andrai avanti bene, però cerca di dormire la notte ;-)

A proposito per il dubbio sul satellite non servono grandi strumenti per rispondere alla domanda che ti poni, ma magari se ne riparla in un altra discussione, se ne avrai bisogno.
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda Bicicletta » 01/12/2017, 00:39

Eccone uno, con le idee confuse, da una domanda del mio cucciolo, III Liceo.
Se ho ben capito il bel post di mathbells, la ruota di bicicletta cade, sotto l’effetto della forza peso, ma per il gioco vettoriale, cade nel moto di precessione. ?
Se ho inteso l’intervento di navigatore, nella precessione forzata, un impulso cambia la quantità di moto del giroscopio, e, sempre per il gioco dei vettori, cambia nel moto di precessione. ?
La domanda riguarda la ruota di bicicletta in rotazione sul proprio asse, quando il perno viene sostenuto ad un solo estremo. Compare il moto di precessione. Al quale si associa un’energia rotazionale (credo). Da dove viene? La velocità angolare della ruota intorno al suo asse cala? Grazie a chi leggerà e a chi chiarirà i nostri dubbi.
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda Shackle » 01/12/2017, 07:46

Ciao . Provo a spiegarti la precessione della ruota di bicicletta , che è in rapida rotazione attorno al proprio asse , ed è sospesa ad un estremo del perno di rotazione . La ruota ha quindi un momento angolare

$vecL= I vec\omega$

che è orizzontale, diretto lungo l'asse di rotazione .

La forza peso è applicata nel baricentro della ruota, ed è diretta in basso, ovviamente . La sospensione all'estremità del perno applica una forza verso l'alto , di intensità uguale al peso; le due forze costituiscono una coppia , il cui momento $vecM$ è un vettore perpendicolare al piano verticale in cui agisce la coppia , di intensità uguale al prodotto del peso per il braccio della coppia. Ci sei fin qui ?
Quindi il vettore $vecM$ è orizzontale, ed è perpendicolare al vettore $vecL$ prima detto .

Ora , devi sapere che c'è una equazione della dinamica dei corpi rigidi , la quale afferma che , applicando un momento di forze esterne si produce una "variazione" del momento angolare , cioè un "cambiamento" (cerco di parlare in maniera elementare , perchè , visto il tuo messaggio , non vorrei essere molto complicato) , secondo questa equazione :

$vecM = (dvecL)/(dt) $

il "cambiamento" è rappresentato da $dvecL$ , che avviene nel tempo elementare $dt$ . Come vedi , questo cambiamento deve essere parallelo ed equiverso al vettore $vecM$ , quindi succede che il vettore $vecL$ comincia a ruotare nel piano orizzontale , "spinto" in un certo senso dal cambiamento $dvecL$ ( chiedo scusa agli esperti, ma sto cercando di far capire in modo elementare un concetto non semplice) .
Allora succede che l'asse della ruota di bicicletta ruota nel piano orizzontale , anziché cadere per effetto del peso .
L'asse della ruota tende cioè al parallelismo con il vettore $vecM$, ma il fenomeno è continuo, nel senso che , ruotando il vettore $vecM$ nel piano orizzontale , anche l'asse della ruota ruota in continuazione , "inseguendo " il vettore $vecM$.

Naturalmente ci sono spiegazioni matematiche anche molto complesse , ma non so se sia caso...Qui c'è una buona dispensa del prof Siboni.

Ci vorrebbe un disegno , devo trovarlo . Qui c'è un video. Qui c'è una vecchia discussione , Faussone ogni tanto si fa vedere, anche nei tempi moderni .... :D

Spero di essere stato chiaro , ma se hai dubbi, o li ha il tuo cucciolo di 3º liceo ( ha delle belle curiosità , complimenti al giovanotto ) , esponili . Io non sono bravo come quelli che hanno già fornito risposte, magari...
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda Bicicletta » 02/12/2017, 00:21

La domanda in realtà è nata da un fraintendimento su cosa gira intorno a cosa. Ma una volta posta acquista comunque una sua dignità... Seguo (quasi) la derivazione che afferma la necessità di $dL$ , e soprattutto abbiamo sentito la sua “presenza” nella replicazione dell'esperienza con una ruota di bicicletta: lo sforzo per contrastare la precessione è chiaramente percepibile.

Riformulo la domanda: al movimento di precessione è associata un'energia rotazionale?

Può avere tre risposte: sì, no, non ha senso. Ma io non so quale. Nelle derivazioni di $dL$, costante in modulo, vedo che si assume che la velocità di precessione è trascurabile rispetto alla velocità della ruota intorno al perno. L'inghippo è qui? Conti accurati mostrerebbero che comparendo la prima, cala la seconda?
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda professorkappa » 02/12/2017, 11:04

Si. Il tutto si regge se la velocita' di precessione e' molto piccola in confronto a quella di rotazione, che subisce una leggerissima diminuzione.
Al movimento precessionale e' associata energia che viene "presa" da quella rotazionale della ruota. Come intuisci tu, l'energia cinetica del gruppo rimane ovviamente costante: il lavoro delle forze esterne e' nullo
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Re: La Precessione... Che fine fa la gravità?

Messaggioda Bicicletta » 02/12/2017, 14:33

Grazie professorkappa. Tenevo a che proseguisse nel programma avendo ben chiaro che il bilancio dell'energia va rispettato comunque.
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