Forze apparenti

[gianni97]

Buongiorno a tutti, chiedo gentilmente aiuto con un dubbio riguardo alla dinamica relativa.

Ho capito che le forze apparenti sono forze che non derivano dalle interazioni con altri corpi ma che derivano dall'accelerazione di un sistema di riferimento.

Ora il mio dubbio: la condizione necessaria affinché un corpo sia sottoposto ad una forza apparente é che sia solidale con un sistema di riferimento in accelerazione e, quindi, la sua velocità ( e di conseguenza l'accelerazione) rispetto a tale sistema di riferimento deve essere zero?

[professorkappa]

No.
Se tu ti muovi all' interno di un treno che accelera (per esempio), la tua velocita' rispetto a quel sistema di riferimento non e' nulla ma risenti comunque di una forza apparente che ti tira verso la coda del treno.
Se poi sviluppi con le tue gambe una forza sufficiente, puoi addirittura vincere la forza apparente e accelerare all'interno del treno stesso. In altre parole, anche l'accelerazione relativa non e' nulla.

[gianni97]

E allora qual é la condizione necessaria per "sentire" queste forze?

[professorkappa]

Che l'osservatore sia in un sdr non inerziale.
A prescindere dalle sue condizioni di moto.

[gianni97]

E nella pratica come si realizza l'essere "in" un sistema non inerziale? Devo toccarlo? Devo esserci dentro?

[professorkappa]

No. Devi essere, appunto, solidale ed effettuare le misurazioni in questo sdr. Ma il corpo di cui vuoi misurare le caratteristiche non deve necessariamente esserlo. Se tu sei solidale al treno che ha accelerazione $veca$, una persona ferma al lato del binario ti risulta accelelerata di $-veca$. Eppure lei giurera' di essere in un sdr inerziale (se assumiamo agli effetti pratici che la terra lo sia)

[Shackle]

Eco un paio di filmati sulla forza apparente di Coriolis :

https://www.youtube.com/watch?v=49JwbrXcPjc
https://www.youtube.com/watch?v=dt_XJp77-mk

la palla che i due ragazzi tentano di lanciarsi , nel primo video, e le palle sparate dal cannone nel secondo video , non toccano minimamente il riferimento rotante . Gli osservatori rotanti giurano di aver lanciato la palla in linea retta davanti a loro , eppure essa devia verso destra e non arriva all'altro ragazzo. Allora essi concludono che c'è una forza apparente che fa percorrere alla palla una traiettoria curva, nel loro riferimento rotante .
LA "colpa" della deviazione verso destra è la rotazione del sistema a cui sono solidali i due sediolini, sistema che non è inerziale perchè ruota .

[gianni97]

Ok... Grazie per la spiegazioni e per i video. Quindi le forze apparenti sono forze che provocano un'accelerazione su un corpo solo se esso è osservato da un sistema di riferimento non inerziale. Quindi se un'auto frena bruscamente, il guidatore rispetto all'auto ha un'accelerazione in avanti mentre rispetto all'ambiente circostante non modifica il suo moto (perché appunto subisce rispetto al sistema inerziale due accelerazioni uguali e opposte). Giusto?

[Shackle]

Quindi se un'auto frena bruscamente, il guidatore rispetto all'auto ha un'accelerazione in avanti mentre rispetto all'ambiente circostante non modifica il suo moto (perché appunto subisce rispetto al sistema inerziale due accelerazioni uguali e opposte). Giusto?

Non proprio; dalla tua risposta non mi rendo conto se hai capito oppure no. Se frena bruscamente in auto, il guidatore accelera in avanti perché in realtà l'accelerazione dell'auto rispetto alla strada è discorde alla velocità , parlando di vettori : in altre parole, l'auto decelera rispetto alla strada.
Il guidatore, per il principio di inerzia, vorrebbe continuare nel suo moto rettilineo uniforme, ammesso che tale fosse prima di frenare di botto. Il guidatore è frenato , nella sua tendenza a spostarsi in avanti, dalla cintura di sicurezza , a meno che non l'avesse , il che significa che va a sbattere nel parabrezza

Pensa a un blocchetto rigido , poggiato sul pavimento liscio di un treno in moto a velocità costante. Fin quando la velocità rimane costante , non c'è moto relativo tra treno e blocchetto, cioè questo rimane in quiete nel treno in moto. Se il treno frena bruscamente, il blocchetto , non essendoci attrito col pavimento del treno, continua a muoversi , rispetto ad un osservatore esterno, con la stessa velocità , fin quando non va a sbattere nella testa del treno .

Quindi le forze apparenti non esistono, non c'è nessuno che le applica. Sono dovute alla non inerzialità del riferimento . I loro effetti, si vedono quando il moto relativo porta i due corpi ad interagire fisicamente, come nel caso appena descritto del blocchetto che va a sbattere .

[professorkappa]

No. Se un auto frena bruscamente, il guidatore, per un osservatore posto nel sistema di riferimento inierziale, continua a muoversi tranquillo alla velocita' alla quale l'auto ha cominciato a frenare (in una situazione ideale in cui non ci siano attriti fra sedile e guidatore)