Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda AndrewX » 22/05/2019, 15:45

Buongiorno a tutti!
Poco fa avevo postato una domanda relativa alla determinazione del centro di istantanea rotazione in un moto relativo, che ho eliminato perché mi son reso conto che il mio problema risiedeva altrove.

In particolare, dall’analisi dei moti relativi (di un punto rispetto a un corpo rigido) io so che la velocità di un punto nel sistema assoluto è pari alla somma della velocità di tale punto rispetto a un sdr mobile (v. Relativa) e della velocità del punto come se fosse solidale al corpo mobile (velocità di trascinamento, che si ricava dalla Formula fondamentale dei moti rigidi) . Fin qua tutto okay.

Il problema mi è nato quando ho dovuto invece considerare il moto relativo fra due corpi rigidi (moto relativo dei due corpi in un punto).
Esempio: disco che rotola senza strisciare rispetto a un altro disco (moto piano, contatto rigido e non combaciante). Il punto di contatto, se non c’è strisciamento, è fermo (nel senso che non c’è una velocità relativa in quel punto, non c’è strisciamento appunto...). Ma ciò rispetto a quale sdr lo dico ?
Inoltre, come detto, non c’è per definizione moto relativo tra i 2 corpi rigidi. E questo fatto è tradotto in formule scrivendo che la velocità del punto di contatto pensato solidale al corpo 1 è uguale a quella scritta come se il punto fosse solidale a 2 (quindi con la formula fondamentale dei moti rigidi). E intuitivamente mi torna... ma pensando al moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido (come fatto a inizio post) non trovo una giustificazione con le formule del moto relativo affinché questo sia vero.
È quindi sbagliato trattare quest’ultimo caso come quello precedente? Il moto relativo tra 2 corpi rigidi quindi non è regolato da quelle stesse leggi?

Spero di esser stato chiaro... :)
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda professorkappa » 22/05/2019, 20:15

AndrewX ha scritto:Esempio: disco che rotola senza strisciare rispetto a un altro disco (moto piano, contatto rigido e non combaciante). Il punto di contatto, se non c’è strisciamento, è fermo (nel senso che non c’è una velocità relativa in quel punto, non c’è strisciamento appunto...). Ma ciò rispetto a quale sdr lo dico ?



Dipende da come prendi il sdr mobile. Nel caso di un disco che rotola su un piano il sdr mobile puo traslare col centro, senza ruotare oppure traslare col centro e ance ruotare solidalmente al disco.

AndrewX ha scritto:Il moto relativo tra 2 corpi rigidi quindi non è regolato da quelle stesse leggi?


Certo che no, le leggi cambiano da corpo a corpo e da sistema a sistema. E' per quello che ancora non siamo riusciti ad avere un'impianto coerente che studi la cinematica classica. E' la natura che capricciosamente applica le leggi un po' a casaccio :-)

AndrewX ha scritto:Spero di esser stato chiaro... :)


Mmmmm. Non tanto...
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda AndrewX » 22/05/2019, 21:50

Innanzitutto grazie per aver risposto :D

Cerco di spiegarmi meglio: in definitiva il mio dubbio consiste nel fatto che chiamiamo “velocità relativa” quella velocità tale per cui, se sommata alla velocità di trascinamento, mi dà la velocità assoluta di un punto che si muove rispetto a un sistema di riferimento solidale ad un corpo rigido in moto (dove la velocità assoluta è quella del punto rispetto al sdr fisso e quella di trascinamento è la velocità del sdr mobile rispetto a quello fisso) ma anche la velocità che vi è tra due corpi rigidi. Mi chiedo quindi: la velocità relativa, in quest’ultimo caso, com’è da intendersi? Direi come la differenza della velocità di due punti solidali ai due corpi rigidi... così da avere la velocità relativa dei due corpi rigidi in un punto?
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda professorkappa » 22/05/2019, 23:28

Sono 2 facce della stessa medaglia.
La velocita' relativa ad un sistema mobile di riferimento e' appunto la velocita' che il punto ha nel sdr mobile. Se il sistema di riferimento mobile e' solidale a un corpo dovrai adattare questa definizione (ottenendo velocita' relative in genere diverse a seconda di come il sdr mobile e' solidale col corpo). E' il caso, per esempio, di un disco che ruota senza strisciare su un piano, sul quale disco poi ruota senza strisciare un secondo disco.
La velocita relativa di un corpo rispetto a un altro e' invece semplicemente la differenza tra le velocita' assolute dei 2 corpi.
E' il caso, per esempio, di 2 macchine che viaggiano a velocita' diverse per cui la velocita' di B rispetto a A e' $v_B-v_A$ e viceversa.
Ma ti rendi conto che stai dicendo la stessa cosa sotto forme leggermente diverse.
Forse e' meglio se posti l'esercizio dal quale sorge il tuo duvbbio, cosi da poter ancorare il ragionamento a qualcosa di concreto
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda AndrewX » 23/05/2019, 07:10

Grazie mille! Credo che tu mi abbia proprio chiarito le idee. Purtroppo non ho alcun esercizio a riguardo, era un “approfondimento” personale (?) su un argomento appena accennato su un testo che sto consultando.

Il caso delle 2 macchine era proprio il caso che stavo cercando di immaginarmi. In effetti mi torna che la velocità tra le due macchine è la differenza delle velocità assolute delle stesse (se le considero come punti materiali o corpi rigidi traslanti, vi è un’unica velocità).
Nel caso generale di moto rototraslatorio, invece, si può dire che la velocità relativa dei due corpi rigidi in un punto è la differenza della velocità del punto in questione considerato solidale, a “turno”, con ciascuno dei 2 corpi ?
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda professorkappa » 23/05/2019, 08:40

Ma è evidente che sì: il moto di un punto di un corpo rigido che si muove di moto rototraslatorio avrà comunque una velocità assoluta. Anche ogni punto di contatto. Pensato come appartenente prima a un corpo poi all'altro. Se non c e strisciamento la differenza di queste velocità assolute è nulla.
Pensa a un disco di raggio R che rotola senza strisciare in senso orario con velocità angolare $omega$ su un carrello mobile di velocità v verso dx.
Il punto di contatto appartenente al carrello ha velocità v.
Il punto pensato come appartenente al disco si muove di velocità $v=v_C-omegaR$.
Il che si verifica se il centro si muove di velocità $v_C=v+omegaR$.

Ma questa non la puoi vedere come somma di v, velocita relativa di trascinamento di C e di $omegaR$, velocita' del punto rispetto al sistema di riferimento mobile solidale al carrello?
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda AndrewX » 23/05/2019, 09:46

Vero! Ora ho capito cosa intendi con il dire che sono due facce della stessa medaglia, grazie :D

Infine, un’ultimissima cosa che mi è venuta in mente leggendo la tua risposta: tornando al caso delle due macchine A e B, vB-Va sarebbe anche da intendersi come la velocità di B rispetto a un sdr solidale con A anche se tale velocità relativa é espressa in riferimento a un sdr fisso? (Differenza tra velocità assoluta).

Perché mi immagino la seguente situazione: vedo una macchina che mi sorpassa. La velocità relativa di tale macchina rispetto a me è la differenza della sua velocità con la mia (come già detto). Le velocità che sottraggo sono “singolarmente” quelle che vedrebbe un pedone fermo che vede il sorpasso (sdr fisso) e però allo stesso tempo tale differenza di velocità è quella che io, guidatore della macchina lenta, percepisco come velocità della macchina più veloce rispetto a me (sdr solidale con uno dei due corpi).
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Re: Moto relativo di un punto rispetto a un corpo rigido e moto relativo di 2 corpi rigidi

Messaggioda professorkappa » 23/05/2019, 11:14

si.
a me viene bene ragionare in termini di velocita' assolute, quasi sempre
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