concetto di massa da libro di testo

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Carlo Studente

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Jun 11, 2021, 4:40:03 PMJun 11
to
Buongiorno,

portate pazienza se torno su un argomento, ma mi servirebbe un opinione su delle frasi che trovo nel libro di testo adottato nella scuola dove andrò ad insegnare. Ipotizziamo che l'obiettivo sia dare informazioni quanto più possibile corrette.

Se qualcuno vuole darmi un commento articolato lo ringrazio, ma se l'argomento lo annoia prego di dirmi solo se ritiene le frasi corrette o no (singolarmente e nel loro complesso), alla luce delle sue conoscenze anche di fisica moderna (che io non ho...essendo ingegnere elettronico ... ;-) .
In una delle prime pagine del libro si legge:

1. la massa ci dà la misura di quanta materia è contenuta in un corpo ed esprime la sua inerzia, cioè la tendenza del corpo a rimanere nello stato di quiete o di moto in cui si trova.

2. La massa è una proprietà intrinseca di un corpo, non dipende cioè dalle particolari condizioni in cui esso si trova, per esempio la temperatura.
3. la massa di un oggetto è la stessa in qualunque parte dell'universo lo collochiamo.
4. la massa complessiva di due sostanze si conserva, cioè rimane la stessa anche quando le mescoliamo.

5. Quando un oggetto si muove a velocità molto elevate, prossime a quella della luce, la sua massa aumenta: è una conseguenza della relatività.

6. Nelle reazioni nucleari è possibile che la massa non si conservi, perchè parte di essa si trasforma in energia. Nelle stelle grandi quantità di massa sono trasformate in calore ed energia luminosa.

Grazie.
CarloStudente

Giorgio Pastore

unread,
Jun 11, 2021, 11:55:03 PMJun 11
to
Il 11/06/21 22:23, Carlo Studente ha scritto:
> Buongiorno,
>
> portate pazienza se torno su un argomento, ma mi servirebbe un opinione su delle frasi che trovo nel libro di testo adottato nella scuola dove andrò ad insegnare.
....

Sarebbe essenziale avere anche l'informazione del tipo di scuola.


> In una delle prime pagine del libro si legge:
>
> 1. la massa ci dà la misura di quanta materia è contenuta in un corpo ed esprime la sua inerzia, cioè la tendenza del corpo a rimanere nello stato di quiete o di moto in cui si trova.


La prima parte è di difficile utilizzo. Principalmente perché non c'è un
solo tipo di materia. Inoltre è sostanzialmente inutile per il
principale scopo per cui è stata introdotta la massa: la dinamica. La
seconda è brutta (i corpi hanno tendenze?) ma almeno fa riferimento alla
dinamica.

> 2. La massa è una proprietà intrinseca di un corpo, non dipende cioè dalle particolari condizioni in cui esso si trova, per esempio la temperatura.

Sta pensando alla massa della fisica classica.


> 3. la massa di un oggetto è la stessa in qualunque parte dell'universo lo collochiamo.
> 4. la massa complessiva di due sostanze si conserva, cioè rimane la stessa anche quando le mescoliamo.

come sopra

>
> 5. Quando un oggetto si muove a velocità molto elevate, prossime a quella della luce, la sua massa aumenta: è una conseguenza della relatività.

Non è una conseguenza. Solo una posssibile rilettura che risulta
scomodissima e per questo (lentamente) in via di scomparsa.

> 6. Nelle reazioni nucleari è possibile che la massa non si conservi, perchè parte di essa si trasforma in energia. Nelle stelle grandi quantità di massa sono trasformate in calore ed energia luminosa.

Qui diventa davvero cruciale sapere a chi è rivolto il testo.

Giorgio

Carlo Studente

unread,
Jun 12, 2021, 3:10:03 AMJun 12
to
Il giorno sabato 12 giugno 2021 alle 05:55:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
Ciao Giorgio,
> ....
>
> Sarebbe essenziale avere anche l'informazione del tipo di scuola.
istituto tecnologico ( il vecchio ITIS per intenderci), fanno 3 ore di fisica in prima e tre ore in seconda.

Grazie.


Elio Fabri

unread,
Jun 12, 2021, 12:12:03 PMJun 12
to
Carlo Studente ha scritto:
> portate pazienza se torno su un argomento, ma mi servirebbe un
> opinione su delle frasi che trovo nel libro di testo adottato nella
> scuola dove andrò ad insegnare. Ipotizziamo che l'obiettivo sia dare
> informazioni quanto più possibile corrette.
Avrei i miei dubbi.
In larga massima l'obiettivo dell'insegnamento della fisica nel
biennio degli IT è sempre stato di dare un indottrinamento di base,
su cui potessero poi lavorare gli insegnanti delle materie tecniche
degli anni superiori.
Tipo: la legge di Ohm dice ... l'equivalenza tra calore e lavoro
significa ... la seconda legge della dinamica è ...
La situazione è poi stata peggiorata, e di molto, con la famigerata
riforma Gelmini, che ha ridotto le ore di fisica da 5 (di cui 2 di
laboratorio) e 3 in tutto.
Vista l'età dei ragazzi mi sono sempre chiesto che consigli si
possano dare, in tale situazione, ai malcapitati insegnanti.
Ma qui mi fermo...

Quanto alle frasi che citi, ecco il mio pensiero.

La 1 è un tipico enunciato della fisica ottocentesca.
Alla luce del pensiero di oggi, nella prima parte è priva di senso, e
nella seconda pure.
La seconda parte segue una tradizione che sembra impossibile scalzare:
quella in cui "l'energia è l'attitudine a compiere lavoro".
Definizioni che non definiscono un bel niente.
Se le salti non perdi niente.
Che cos'è la massa s'impara usandola.

La 2 contiene un'idea ragionevole (fino a un secolo fa) ma si
contraddice con la 4 e la 5.
(La 4 implica tra l'altro l'additività della massa.
La 5 nega che la massa sia indip. dalla temperatura: un pezzo di ferro
caldo ha massa maggiore di quando è freddo.)

Della 3 si può fare benissimo a meno, a quel livello scolare. Guai poi
se qualche ragazzino si azzardasse a chiedere come facciamo a saperlo
:-)

La 4 è Lavoisier, che anzi la enuncia per le reazioni chimiche.
Questo varrebbe la pena di commentarlo, perché fu una scoperta che
pareva contraddire l'esperienza: se faccio bruciare un pezzo di legno,
la cenere che resta pesa assai meno.
Ci volle appunto Lavoisier per scoprire che la massa mancante era
andata in massa dei gas espulsi: CO2. vapor d'acqua...

Della 5 è meglio tacere. Vorrei solo rinforzare il parere negativo di
Giorgio. La massa relativistica non è solo scomoda. E' rarissimo che
venga usata per qualcosa di utile, mentre è assai frequente che
produca veri e propri errori.

Per la 6, come sopra: la famigerata "conversione di massa in energia"
è quasi sempre implicata in asserzioni erronee.

Nel caso tu non lo conosca già (ma allora non avresti chiesto un
parere) non posso che rimandarti alla lezione 14 del mio Q16:

http://www.sagredo.eu/Q16

dove parecchie delle questioni di cui sopra vengono discusse.

Comunque, tornando a ciò che ho detto all'inizio, se la relatività la
lasci perdere è tanto di guadagnato, visto il pochissimo tempo che
avrai per tutto il resto.
Più in generale, ti consiglierei quasi di fare come il prof.
dell'"Attimo fuggente": ragazzi, queste pagine strappatele!
--
Elio Fabri

Alberto Rasà

unread,
Jun 12, 2021, 2:15:03 PMJun 12
to
Il giorno venerdì 11 giugno 2021 alle 22:40:03 UTC+2 Carlo Studente ha scritto:
...
alla luce delle sue conoscenze anche di fisica moderna (che io non ho...essendo ingegnere elettronico ... ;-) .
> In una delle prime pagine del libro si legge:
>

> 1. la massa ci dà la misura di quanta materia è contenuta in un corpo ed esprime la sua inerzia, cioè la tendenza del corpo a rimanere nello stato di quiete o di moto in cui si trova.
>

> 2. La massa è una proprietà intrinseca di un corpo, non dipende cioè dalle particolari condizioni in cui esso si trova, per esempio la temperatura.
> 3. la massa di un oggetto è la stessa in qualunque parte dell'universo lo collochiamo.
> 4. la massa complessiva di due sostanze si conserva, cioè rimane la stessa anche quando le mescoliamo.
>

> 5. Quando un oggetto si muove a velocità molto elevate, prossime a quella della luce, la sua massa aumenta: è una conseguenza della relatività.
>

> 6. Nelle reazioni nucleari è possibile che la massa non si conservi, perchè parte di essa si trasforma in energia. Nelle stelle grandi quantità di massa sono trasformate in calore ed energia luminosa.
>
Studenti di Scuola Secondaria superiore, ok.


Se NON avesse parlato proprio di relatività, avesse omesso il punto 5 ed avesse premesso che tutto ciò vale con buona approssimazione se [specificare il contesto] poteva essere anche accettabile, tenuto presente che una parte dell'insegnamento deve essere che i concetti hanno vari livelli di comprensione.
Ma dato che ha scritto il punto 5., non ci si può proprio stare.

Qui Elio Fabri spiega perché il concetto di "massa relativistica" ovvero di "massa che varia con la velocità" è obsoleto:
http://www.sagredo.eu/Q16/lez14.pdf

Qui lo spiega Lev Okun in "Phisics Today":
https://documentcloud.adobe.com/link/track?uri=urn%3Aaaid%3Ascds%3AUS%3A1a287b58-4fd1-4078-8143-1fef484f2900#pageNum=1



Vorrei sottolineare il fatto, non sempre così ovvio, che non sono "solo alcuni" che la ritengono obsoleta, ma *tutti* quelli che fanno fisica da un certo livello in su, e comunque tutti quelli che si occupano di fisica nucleare, fisica delle particelle/delle alte energie. In alcuni forum di fisica internazionali "scatta un segnale d'allarme" appena uno incomincia a parlare di massa relativistica, e se insiste lo fanno verde :-)

Quindi, ricominciamo daccapo.
1. Va bene, da una prima idea, imprecisa, ma la da.


2.Se la massa "è intrinseca" perché allora poi dice che varia con la velocità? O nini, deciditi! Tra l'altro, la temperatura è proprio l'esempio sbagliato perché, proprio per la relatività, la massa *dipende* dalla T, anche se ne varia pochissimo. Caso mai doveva fare qualche esempio riferendosi ad es al volume che invece può variare, con la T (a numero di particelle costante).
3.Non l'ho capita.
4.Vale in prima approssimazione e questo va detto se si vuole parlare di relatività.
5.Già visto sopra: è sbagliato.

6.Detto in quel modo è sbagliato: se dici che "parte della massa si trasforma in energia" stai (anche) dicendo che l'energia dopo è maggiore dell'energia prima, ovvero che l'energia... non si conserva! Il che è falso!


Su ognuno dei punti di cui sopra ci si potrebbe stare a ragionare per settimane e voglio farla corta. So benissimo che una qualche nozione del concetto di massa va dato a degli studenti che manco sanno che differenza c'è tra un liquido e un gas, tanto per dire, ma non si può continuare a scrivere sempre la stessa filastrocca copincollata da precedenti testi che l'hanno copincollata da precedenti, ecc, ecc. fino alla notte dei tempi!

--
Wakinian Tanka

Giorgio Pastore

unread,
Jun 12, 2021, 6:05:03 PMJun 12
to
Il 12/06/21 15:48, Alberto Rasà ha scritto:
....
>
> Vorrei sottolineare il fatto, non sempre così ovvio, che non sono "solo alcuni" che la ritengono obsoleta, ma *tutti* quelli che fanno fisica da un certo livello in su, e comunque tutti quelli che si occupano di fisica nucleare, fisica delle particelle/delle alte energie.

> In alcuni forum di fisica internazionali "scatta un segnale d'allarme" appena uno incomincia a parlare di massa relativistica, e se insiste lo fanno verde :-)

Mai dire mai e mai dire tutti.

E' vero che l'uso sta scomparendo dalla ricerca seria (nonostante la
cattiva influenza di Feynman). Ma *non è ancora scomparso*.

P.es.
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2012.0340

In particolare all'inizio della sez. 5.

oppure

Chamon, L. C., Gasques, L. R., & Carlson, B. V. (2011). Approximate
treatment of relativistic effects in the low-energy α+ α scattering.
Physical Review C, 84(4), 044607.
"....Thus, in the present work we include in the
Schrödinger equation two main effects of relativity: the variation of
mass with velocity and length contraction. ..."

Inutile sottolineare che Proceedings of the Royal Society e Phys. Rev. C
non sono Topolino e neanche un Forum di fisica internazionale on-line.

Per la scomparsa completa penso che ci vorrà ancora una generazione.

Il problema maggiore delle definizioni date nel libro di testo cui fa
riferimento Carlo Studente non è tanto questa o quella definizione
criticabile, quanto che le metta tutte assieme in pagine introduttive.

Anche in un approccio da "indottrinamento" (cfr. post di Elio), mettere
tutto asieme in questo modo, anche cose che difficilmente verranno
utilizzate nel resto del percorso scolastico, sembra eccessivo.

Giorgio

tuc...@katamail.com

unread,
Jun 13, 2021, 2:15:02 AMJun 13
to





Se fossi io uno studente di fisica (e tutto sommato non sono distante dal ruolo, se non anagraficamente), sarei piuttosto insoddisfatto, e confuso, di una simile introduzione. Al di là della dubbia completezza, precisione od utilità dei singoli punti (in particolare quello relativo alla cosiddetta massa relativistica), il vizio di fondo è mescolare, senza dichiararlo nei singoli enunciati (magari c’è in premessa?) l’approccio tradizionale “newtoniano” con quello “relativistico”, con il risultato di ingenerare una gran confusione. La massa prima è una costante monolitica invariante, insensibile alla posizione ed alla temperatura, poi però varia con la velocità, si trasforma in energia e via dicendo.

In più, e qui tocco un punto che nei miei (aleatori) tentativi di comprensione della RS mi ha sempre messo in difficoltà, in due passaggi c’è il solito modo “discontinuo” di presentare alcuni concetti che secondo me confonde le idee.





- punto 5: se proprio voglio incasinare qualcuno con la massa relativistica (sull’utilità per non dire correttezza di farlo segnalo “dialogo sulla massa relativistica” di Elio Fabri) perché dire “quando un oggetto si muove a velocità prossime… “? Sembra che la massa se ne stia buona buona e poi ad un certo punto aumentando ancora la velocità “dia i numeri”. Non è così: la massa relativistica, se proprio voglio usarla, è una funzione crescente di v, cresce sempre al variare di v da 0 a c; quello che succede, e questo intendeva l’autore, è che l’effetto è apprezzabile solo per velocità prossime a c. Sarà una imprecisione linguistica di poco conto, forse chiunque capisce il senso del discorso, ma a me infastidisce.




- punto 6: più o meno stessa falsariga, parlare di rapporto massa/energia con riferimento alle sole reazioni nucleari, lasciando il lettore a chiedersi come mai in una normale reazione chimica esotermica, con produzione di energia, ad esempio una combustione, la cosa (ossia il difetto di massa a seguito di produzione di energia) non sia vera, visto che con quella energia lì ci muoviamo e trascorriamo l’inverno. Anche qui, andrebbe detto che la cosa è continua, e diventa apprezzabile per le reazioni nucleari in cui la produzione di energia è tanto grande che, nonostante il fattore c quadrato il deficit di massa diventa osservabile sperimentalmente.




p.s: su questo ultimo specifico punto vado contro l’opinione di molti esperti. Su un sito che ospita(va) un forum che adesso non ricordo (lo avevo trovato digitando su google la stringa “deficit di massa nelle reazioni chimiche”) un poveraccio che chiedeva conferma del fatto che la teoria di Einstein prevedesse difetto di massa anche per le reazioni di tutti i giorni (benché non fosse misurabile/misurata) è stato bollato come noioso e arrogante troll che non sa cosa è la fisica.

Alberto Rasà

unread,
Jun 13, 2021, 7:55:03 AMJun 13
to
Il giorno domenica 13 giugno 2021 alle 00:05:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
...
> Mai dire mai e mai dire tutti.
>
Bè, in fisica, le affermazioni totalitarie non hanno lo stesso significato che hanno in filisofia o in religione :-)
>
> E' vero che l'uso sta scomparendo dalla ricerca seria (nonostante la
> cattiva influenza di Feynman). Ma *non è ancora scomparso*.
> P.es. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2012.0340
> In particolare all'inizio della sez. 5.
>



Interessante, grazie. Me lo leggerò con più calma. Nota però che: 1) hanno bisogno di fare un pò di salti mortali per poter ammettere l'esistenza di oggetti superluminali, la massa relativistica mi sembra il meno, a confronto! 2) Non utilizzano mai la "vettorialità" delle velocità e delle quantità di moto e non mi pare, da una prima occhiata, che si spingano mai nella dinamica, se no vorrei vedere che "salti mortali carpiati" dovrebbero fare con le masse trasversali e longitudinali.
>
> oppure
> Chamon, L. C., Gasques, L. R., & Carlson, B. V. (2011). Approximate
> treatment of relativistic effects in the low-energy α+ α scattering.
> Physical Review C, 84(4), 044607.
> "....Thus, in the present work we include in the
> Schrödinger equation two main effects of relativity: the variation of
> mass with velocity and length contraction. ..."
>

Non riesco a trovarne una versione scaricabile, mi piacerebbe dargli un'occhiata; comunque mi pare dica esplicitamente che si tratta di un modello approssimato e non esatto.
>
> Inutile sottolineare che Proceedings of the Royal Society e Phys. Rev. C
> non sono Topolino e neanche un Forum di fisica internazionale on-line.
>

Il mondo è bello perché è vario! Del resto avremmo avuto la relatività solo molto più tardi se non ci fosse stato chi ha compiuto per anni esperimenti per dimostrare l'esistenza dell'etere elettromagnetico, che non esiste :-)
E' un bene che le cose possano sempre essere viste da punti differenti.
>
> Per la scomparsa completa penso che ci vorrà ancora una generazione.
> Il problema maggiore delle definizioni date nel libro di testo cui fa
> riferimento Carlo Studente non è tanto questa o quella definizione
> criticabile, quanto che le metta tutte assieme in pagine introduttive.
> Anche in un approccio da "indottrinamento" (cfr. post di Elio), mettere
> tutto assieme in questo modo, anche cose che difficilmente verranno
> utilizzate nel resto del percorso scolastico, sembra eccessivo.
>
Si.
Secondo me poteva limitarsi al concetto di inerzia, ed accennare al fatto che, a gravità costante, è proporzionale al peso.
Ciao.

--
Wakinian Tanka

Giorgio Pastore

unread,
Jun 13, 2021, 7:55:03 AMJun 13
to
Il 13/06/21 07:36, tuc...@katamail.com ha scritto:
>

> Se fossi io uno studente di fisica (e tutto sommato non sono distante dal ruolo, se non anagraficamente), sarei piuttosto insoddisfatto, e confuso, di una simile introduzione. Al di là della dubbia completezza, precisione od utilità dei singoli punti (in particolare quello relativo alla cosiddetta massa relativistica), il vizio di fondo è mescolare, senza dichiararlo nei singoli enunciati (magari c’è in premessa?) l’approccio tradizionale “newtoniano” con quello “relativistico”, con il risultato di ingenerare una gran confusione. ....

Più confuso che insoddisfatto. Quello che spesso succede è che lo
studente si rende conto dell'esistenza di una difficoltà, ma molto
spesso non è in grado di attribuirla al fatto che gli si sta fornendo
simultaneamente due o tre diversi paradigmi scientifici. Pensa di essere
lui incapace.
Purtroppo non è solo il caso della massa :-(

>
>
> - punto 6: più o meno stessa falsariga, parlare di rapporto massa/energia con riferimento alle sole reazioni nucleari, lasciando il lettore a chiedersi come mai in una normale reazione chimica esotermica,....

Anni di associazioni, anche iconografiche tra Einstein, E=mc^2 e bomba
atomica, hanno lasciato il segno nell' immaginario collettivo e quindi
anche nella didattica, purtroppo.

>
> p.s: su questo ultimo specifico punto vado contro l’opinione di molti esperti. Su un sito che ospita(va) un forum che adesso non ricordo (lo avevo trovato digitando su google la stringa “deficit di massa nelle reazioni chimiche”) un poveraccio che chiedeva conferma del fatto che la teoria di Einstein prevedesse difetto di massa anche per le reazioni di tutti i giorni (benché non fosse misurabile/misurata) è stato bollato come noioso e arrogante troll che non sa cosa è la fisica.

Non è che un esperto lo è 24/24 e 7/7. Lo sarà su certi argomenti e non
su altri.

Aggiungerei però alcune osservazioni che possa aiutare a mettere meglio
in prospettiva tutto il discorso.

In fisica possono sopravvivere a lungo "spiegazioni folkloristiche" non
suffragate da attente analisi sperimentali o teoriche. Certe
pseudo-spiegazioni sono andate avanti per decenni. Io stesso ricordo
ottimi docenti universitari spacciare la storia della circolazione
oraria o antioraria del flusso d'acqua in un lavandino che si svuota a
seconda dell' emisfero come esemplificazione della forza di Coriolis.
O anche un esperto di fisica dei liquidi affermare con sicurezza che i
vetri delle cattedrali medioevali sono più spessi in basso per il lento
fluire dei vetri. Giusto per citarne due. La storia del "deficit di
massa" solo nelle reazioni nucleari è nella stessa classe.
In un certo senso sono nozioni sbagliate. Tuttavia riguardano più
esemplificazioni che il nucleo concettuale di teorie fisiche.

Le spiegazioni folkloristiche non vanno confuse con diverse
interpretazioni o descrizioni di fenomeni o formalismo.
Usare i quaternioni per descrivere i fenomeni elettromagnetici, diadi (o
forme diadiche) al posto dei tensori (cfr. le prime edizioni del testo
di Goldstein di Meccanica classica) o anche la massa relativistica, non
sono in sé sbagliate. Possono, a diversi livelli, essere dannose
didatticamente ma non le classificherei tra le nozioni sbagliate.

E poi ci sono le nozioni veramente sbagliate che tuttavia sopravvivono
per "tradizione" (anche tradizioni recenti). Giusto tre esempi: i) la
definizione di campo o di orbitale come "regione di spazio" con
determinate caratteristiche o in cui avviene qualcosa; ii)
l'identificazione dell'entropia col disordine configurazionale; iii)
classificare come vettore qualsiasi entità caratterizzata da intensità
direzione e verso.

Ovviamente è una distinzione fatta con l'accetta e ci sono grdazioni
intermedie o casi non completamente riconducibili a queste tre
categorie. Ma la distinzione può aiutare a valutare.

Giorgio

Soviet_Mario

unread,
Jun 13, 2021, 8:42:02 AMJun 13
to
Il 13/06/21 09:38, Giorgio Pastore ha scritto:
io invece ricordo risposte di Elio sul punto dove confermava
tassativamente questi effetti più sottili, benché non
misurabili.

>
> Non è che un esperto lo è 24/24 e 7/7. Lo sarà su certi
> argomenti e non su altri.
>
> Aggiungerei però alcune osservazioni che possa aiutare a
> mettere meglio in prospettiva tutto il discorso.
>
> In fisica possono sopravvivere a lungo "spiegazioni
> folkloristiche" non suffragate da attente analisi
> sperimentali o teoriche. Certe pseudo-spiegazioni sono
> andate avanti per decenni. Io stesso ricordo ottimi docenti
> universitari spacciare la storia della circolazione oraria o
> antioraria del flusso d'acqua in un lavandino che si svuota
> a seconda dell' emisfero come esemplificazione della forza
> di Coriolis.


e invece a cosa è dovuto ? (Se si può spiegare in termini
commestibili ...)


> O anche un esperto di fisica dei liquidi affermare con
> sicurezza che i vetri delle cattedrali medioevali sono più
> spessi in basso per il lento fluire dei vetri. Giusto per
> citarne due.

uh ! Questa non la sapevo, e nemmeno sono in grado di
stimare l'entità dell'effetto. Mi aspettavo cmq, a muzzo,
effetti misurabili della viscosità in milionate di anni non
in secoli.

Quel che poi non so neppure è se esistano soglie limite,
delle "franchigie" nello stress al di solito delle quali lo
scorrimento neppure si verifica.

Es. un conto è posare una sfera di vetro da 1 Ton su una
piastra di diamante, con pressioni molto elevate sul punto
di appoggio, un conto è "allettare" vetri con
l'impiombatura. Non è che la tensione meccanica sulla base
di appoggio sia poi granché.
Esistono delle soglie limite sotto le quali un vetro
semplicemente non scorre affatto?


> La storia del "deficit di massa" solo nelle
> reazioni nucleari è nella stessa classe.
> In un certo senso sono nozioni sbagliate. Tuttavia
> riguardano più esemplificazioni che il nucleo concettuale di
> teorie fisiche.
>
> Le spiegazioni folkloristiche non vanno confuse con diverse
> interpretazioni o descrizioni di fenomeni o formalismo.
> Usare i quaternioni per descrivere i fenomeni
> elettromagnetici, diadi (o forme diadiche) al posto dei
> tensori (cfr. le prime edizioni del testo di Goldstein di
> Meccanica classica) o anche la massa relativistica, non sono
> in sé sbagliate. Possono, a diversi livelli, essere dannose
> didatticamente ma non le classificherei tra le nozioni
> sbagliate.
>
> E poi ci sono le nozioni veramente sbagliate che tuttavia
> sopravvivono per "tradizione" (anche tradizioni recenti).
> Giusto tre esempi: i) la definizione di campo o di orbitale
> come "regione di spazio" con determinate caratteristiche o
> in cui avviene qualcosa;

ahimè, di queste sono vittima a mia volta, e privo di
strumenti per venirne a capo.

> ii) l'identificazione dell'entropia
> col disordine configurazionale;

cosa si intende per configurazionale ?


> iii) classificare come
> vettore qualsiasi entità caratterizzata da intensità
> direzione e verso.


opperbacco che terremoto. E non è così ? Qualche esempio di
non-vettori siffatti sarebbe gradito, e anche magari un
cenno a quali proprietà dei vettori non soddisfa tale
grandezza ...

>
> Ovviamente è una distinzione fatta con l'accetta e ci sono
> grdazioni intermedie o casi non completamente riconducibili
> a queste tre categorie. Ma la distinzione può aiutare a
> valutare.
>
> Giorgio



--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

Pangloss

unread,
Jun 13, 2021, 9:00:02 AMJun 13
to
[it.scienza.fisica 12 Jun 2021] Alberto Rasà ha scritto:
> .....
> In alcuni forum di fisica internazionali "scatta un segnale d'allarme" appena uno
> incomincia a parlare di massa relativistica, e se insiste lo fanno verde :-)

Ah si'? Allora che mi facciano pure verde, se ci riescono... ;-)
Intendiamoci, il termine "massa relativistica" e' obsoleto, le argomentazioni didattiche
di Fabri sono condivisibili, ma i metodi coercitivi sono estranei al metodo scientifico.

La dinamica relativistica puo' essere presentata in vari modi, ma tutti (o quasi)
gli schemi teorici della RR postulano il principio di conservazione della quantita'
di moto totale negli urti fra particelle.
Affinche' tale assioma sia compatibile con il principio di relativita' si dimostra
facilmente che sono necessarie due ben precise circostanze:
- la quantita' di moto di una particella deve avere la forma: p(u) = gamma(u) * m * u
- anche la somma delle quantita' m(u) = gamma(u) * m deve conservarsi negli urti

Occorre molto lavoro teorico (non banale) per arrivare a capire che la quantita' m(u)
e' isomorfa all'energia totale della particella.
Nel frattempo nessun legislatore puo' vietarmi di dire (provvisoriamente) che il
principio di conservazione della quantita' di moto totale negli urti e' accettabile
in RR se e solo se negli urti sussiste anche la conservazione della "massa inerziale"
(variabile) totale.
Parlare sin dall'inizio di conservazione dell'energia totale negli urti (come taluni
fanno) e' logicamente ben peggio che parlare di massa relativistica. A posteriori,
quando la costruzione della teoria sara' completata, l'isomorfismo tra massa inerziale
ed energia totale rendera' opportuno l'abbandono di una doppia terminologia.

--
Elio Proietti
Valgioie (TO)

Elio Fabri

unread,
Jun 13, 2021, 9:36:03 AMJun 13
to
Mi aggancio qui solo perché è l'ultimo post.
Avrei tante di quelle cose da dire su quello che ho letto un po' in
tutti i post, che passerei almeno un paio di giorni a scrivere, per di
più solo per ripetere cose che ho già scritto non so quante volte.
E temo sarebbe tempo perso.
Quindi andate pure avanti così :-(
--
Elio Fabri

Maurizio Frigeni

unread,
Jun 13, 2021, 10:20:03 AMJun 13
to
Soviet_Mario <Sovie...@CCCP.MIR> wrote:

> > In fisica possono sopravvivere a lungo "spiegazioni
> > folkloristiche" non suffragate da attente analisi
> > sperimentali o teoriche. Certe pseudo-spiegazioni sono
> > andate avanti per decenni. Io stesso ricordo ottimi docenti
> > universitari spacciare la storia della circolazione oraria o
> > antioraria del flusso d'acqua in un lavandino che si svuota
> > a seconda dell' emisfero come esemplificazione della forza
> > di Coriolis.
>
>
> e invece a cosa è dovuto ? (Se si può spiegare in termini
> commestibili ...)

Vedi qui:

https://personal.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadCoriolis.html

M.

Giorgio Pastore

unread,
Jun 13, 2021, 10:55:03 AMJun 13
to
Il 13/06/21 14:37, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 13/06/21 09:38, Giorgio Pastore ha scritto:
....

>... Io stesso ricordo
>> ottimi docenti universitari spacciare la storia della circolazione
>> oraria o antioraria del flusso d'acqua in un lavandino che si svuota a
>> seconda dell' emisfero come esemplificazione della forza di Coriolis.
>
>
> e invece a cosa è dovuto ? (Se si può spiegare in termini commestibili ...)

Il problema non è la causa ma l'esistenza dell'effetto sulla scala di
lunghezze e tempi ragionevolmente presenti in un esperimento
"casalingo". Cfr
https://www.scientificamerican.com/article/can-somebody-finally-sett/


>
>> O anche un esperto di fisica dei liquidi affermare con sicurezza che i
>> vetri delle cattedrali medioevali sono più spessi in basso per il
>> lento fluire dei vetri. Giusto per citarne due.
>
> uh ! Questa non la sapevo, e nemmeno sono in grado di stimare l'entità
> dell'effetto. Mi aspettavo cmq, a muzzo, effetti misurabili della
> viscosità in milionate di anni non in secoli.

Appunto. Ma la versione folkloristica ha girato per diverso tempo anche
tra gli esperti.

....

>> E poi ci sono le nozioni veramente sbagliate che tuttavia sopravvivono
>> per "tradizione" (anche tradizioni recenti). Giusto tre esempi: i) la
>> definizione di campo o di orbitale come "regione di spazio" con
>> determinate caratteristiche o in cui avviene qualcosa;
>
> ahimè, di queste sono vittima a mia volta, e privo di strumenti per
> venirne a capo.

Alla lettara, una regione di spazio è un volume dello spazio 3D. I
volumi hanno segno negativo? Il valor medio di una "regione di spazio"
può avere una direzione? Eppure un campo elettrico può fare entrambe le
cose. Un orbitale potrebbe addirittura essere complesso...

Con un po' di attenzione si può passare da una definizione platealmente
sbagliata ad una migliore. Ma occorre fare molta attenzione alle parole.
E non si sfugge alla sostanziale separazione tra regione di spazio e
campo/orbitale. Naturalmente non è che queste definizioni sono veute da
Marte. Nel Treatise di Maxwell il campo elettrico viene iontrodotto come
"the portion of space in the neighborhood of electrified bodies,
considered with reference to electric phenomena." [sez. 44]
Nel tempo sono state introdotte definizioni decisamente migliori, ma
quella originale riemerge qua e là.

>
>> ii) l'identificazione dell'entropia col disordine configurazionale;
>
> cosa si intende per configurazionale ?

relativo alla disposizione spaziale delle configurazioni spaziali.

>> iii) classificare come vettore qualsiasi entità caratterizzata da
>> intensità direzione e verso.
>
>
> opperbacco che terremoto. E non è così ? Qualche esempio di non-vettori
> siffatti sarebbe gradito, e anche magari un cenno a quali proprietà dei
> vettori non soddisfa tale grandezza ...

le rotazioni di angoli arbitrari nello spazio. Sono caratterizzabili con
direzione (asse di rotazione) verso (a seconda se oraria o antioraria),
intensità (angolo di rotazione. Ma non sono vettori perché non si
compongono come vettori. Se definisco "somma" di due rotazioni la
rotazione complessiva la somma non è commutativa. Se preferisci, non si
combinano con la regola del parallelogramma.
Il che apre un mondo di nuova consapevolezza su cosa è e cosa non è un
vettore, oltre a mettere d'accordo la definizione dei fisici con quella
dell'algebra lineare.

Giorgio

Soviet_Mario

unread,
Jun 13, 2021, 11:06:02 AMJun 13
to
Il 13/06/21 16:02, Maurizio Frigeni ha scritto:
ah, lol ... non sussiste proprio IL FATTO STESSO !
Ammetto di non aver mai tentato di replicarlo :D
bel blog, anche se con un'impaginazione raccapricciante

Elio Fabri

unread,
Jun 13, 2021, 11:48:02 AMJun 13
to
Soviet_Mario ha scritto:
> ah, lol ... non sussiste proprio IL FATTO STESSO !

*Quel* fatto non sussiste, ma i cicloni tropicali, la circolazione
ciclonica attorno alle basse pressioni in area temperata, gli alisei
... sono tutta roba che esiste e come.
E che non esisterebbe senza la forza di Coriolis.

Solo che non lo si capisce con sole chiacchiere.
Non basta dire che la forza di Coriolis è molto piccola: è piccola in
certe condizioni, non lo è affatto in altre.
Nella circolazione ciclonica la fdC compensa all'ingrosso il gradiente
di pressione, diretto verso il centro.
Se così non fosse, il moto dell'aria sarebbe centripeto, non girerebbe
attorno al centro.

Chi avesse voglia di vedere i conti, non ha che da guardare le pag.
17-4 e seguenti delle mie lezioni di Fisica Generale:
http://www.sagredo.eu/lezioni/fisgen
(roba di 30 anni fa...).
--
Elio Fabri

Luciano Buggio

unread,
Jun 13, 2021, 4:10:03 PMJun 13
to
Il giorno sabato 12 giugno 2021 alle 05:55:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:

(cut)

> > 5. Quando un oggetto si muove a velocità molto elevate, prossime a quella della luce, la sua massa aumenta: è una conseguenza della relatività.
> Non è una conseguenza. Solo una posssibile rilettura che risulta
> scomodissima e per questo (lentamente) in via di scomparsa.

Quindi non è vero che con la velocità la massa aumenta.

Perchè allora questa cosa continua ad essere scritta sui libri, anche di testo delle scuole, che vengono ristampati, con modifiche formali, ogni anno, o giù di lì?
Forse perchè non esiste ancora una spiegazione alternativa?
Allora lo chiedo qui.

Esiste (o si sta lavorando ad) una spiegazione alternativa a questa (aumento della massa con la velocità) della non ulteriore accelerabiltà delle particelle cariche da parte del campo elettrico?
Preciso: raggiunta, o quasi, la velocità della luce, la particella, pur continuando ad essere soggetta al camp


o elettrico, non viene più accelerata, la sua velocità non aumenta. Per completezza (come già detto da altri qui) l'accelerazione, nulla alla fine, comincia a diminuire fin dall'inizio, quando la particella carica si mette in moto, secondo la nota formula.

Luciano Buggio

Massimo 456b

unread,
Jun 13, 2021, 4:10:03 PMJun 13
to
Carlo Studente <carlost...@gmail.com> ha scritto:
Maggiore e' il numero di concetti che introduci in una definizione
maggiore e' il grado di confusione che trasmetti.
Questo perche' ogni concetto aggiuntivo necessita di ulteriori
definizioni.
A questo punto invece di definire un concetto lo hai esteso a
tanti altri con il risultato che diventa indefinito o soggetto a
critiche a seconda del grado di conoscenza di chi lo
legge.
La massa ha due definizioni: una inerziale e una gravitazionale.
Che in condizioni di caduta libera sono equivalenti.
Modernamente si dice che la massa esprime la proprieta'
gravitoinerziale dei corpi. Ma questa definizione apre mille
problemi per uno studente itis.
Alle elementari invece e' definita come misura della quantita' di
materia dei corpi.
In fondo e' la piu' coincisa e per questo la piu' sbagliata. Ma
per i bimbi la piu' intuitiva. E quindi la piu' giusta.




> Grazie.
> CarloStudente
>


--


ciao
Massimo

¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤
la password e' pippo


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http://usenet.sinaapp.com/

Carlo Studente

unread,
Jun 13, 2021, 5:10:03 PMJun 13
to
Il giorno sabato 12 giugno 2021 alle 18:12:03 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:

> Vista l'età dei ragazzi mi sono sempre chiesto che consigli si
> possano dare, in tale situazione, ai malcapitati insegnanti.
> Ma qui mi fermo...
Elio, grazie per l'incoraggiamento.
> Quanto alle frasi che citi, ecco il mio pensiero.
> Nel caso tu non lo conosca già (ma allora non avresti chiesto un
> parere) non posso che rimandarti alla lezione 14 del mio Q16:
> Elio Fabri



Lo conosco, colgo l'occasione per ringraziarti della miniera di cose che trovo nel tuo sito: il problema non è avere (ancora) le competenze per capirle, ma è scontrarmi con testi, come quello che ho citato, che mi mandano nel pallone: se una casa editrice importante lo pubblica significa che può andar bene così, e chi sono io, ultimo arrivato, per dire che non va bene?




Penso di impostare il discorso più o meno nel modo che segue che riporto come mio appunto personale, se qualcuno ha voglia/tempo mi dice se grosso modo è d'accordo. Ho provato a vedere se avevi scritto qualcosa a riguardo ma ho trovato solo trattazioni troppo "avanzate" per i miei alunni che sono al loro primo incontro con la fisica. Non ho voglia di cercare in rete, se non ho garanzie da un libro di testo quali posso avere da siti che non conosco? Mi fido più dei partecipanti a questo gruppo (tu, Giorgio e altri, peccato che Tommaso Russo non partecipi più).
Ciao
Carlo

Direi nell'ordine le seguenti cose:





1. dico che loro hanno una idea intuitiva di cosa sia la massa. Do in mano a un alunno due sfere di materiali diversi, la prima di massa ben maggiore: per tenere sollevata la prima sfera dovrà applicare uno sforzo maggiore, lo stesso per lanciarla sul pavimento, o per farla girare come nel lancio del martello. Faccio notare come l’idea intuitiva di massa è legata all’idea intuitiva di forza. Laddove nel libro c’è scritto “la massa di un corpo [...] esprime la sua inerzia [...]” intende dire che è più difficile far cambiare velocità ad un corpo di massa maggiore (al supermercato provate a far partire e a manovrare un carrello vuoto e poi uno pieno e capirete a cosa mi riferisco)





2. con le idee intuitive non si fa fisica e occorre dare una definizione operativa: la massa è quella grandezza che si misura mettendo il corpo fermo su una bilancia all’interno di un laboratorio. Faccio vedere una bilancia a bracci uguali con dei campioni di misura. I fisici hanno definito il kg in modo che in ogni parte del mondo sia possibile produrre tanti campioni praticamente indistinguibili, e il campione che mostrerò ai ragazzi comprato dalla scuola sarà uno di questi (ok, la battuta è pessima, ma mi presento con un litro di acqua: nella scuola di “geometri” dell’anno scorso il laboratorio non c’era; non ci crederete: non c’era il laboratorio di fisica in un istituto per geometri!!!)





3. faccio notare che in realtà stiamo confrontando le forze con cui la terra attrae i due corpi e che implicitamente ammettiamo che tale forza (il peso) sia proporzionale alla massa. É impossibile parlare di massa senza parlare di forza e le definizioni dei due concetti non si possono disgiungere. Per avere un'idea più chiara di cos'è la massa dovremo "usarla" in relazione alle altre grandezze che introdurremo un po' alla volta. Utilizzeremo i termini massa e forza, prima nel campo della statica e poi della dinamica, così le idee prenderanno corpo in una teoria che ci permette di progettare ponti, scafi di navi, aerei (...qui mi lancio nel dire quanto la fisica è più bella, utile e divertente di qualsiasi altra materia)


4. dico che, usando le unità di misura del SI, sulla terra a livello del mare la costante di proporzionalità tra massa e peso è circa 9,81 N/kg cioè la terra attrae ogni kg con una forza di 1 newton. Mi chiederanno cos’è un newton, darò loro in mano un dinamometro e gli dirò di tirare fino a 1 N; oppure di tenere in mano un etto di prosciutto.

5. Se vanno in montagna la loro massa resta la stessa ma il peso diminuisce, fare un salto in alto a città del Messico non è la stessa cosa di farlo a Milano (Beamon e Mennea)

6. dico che con quella bilancia a bracci uguali non si può misurare la massa del sole, ci sarà bisogno di altri modi per misurare la massa, modi che estendono il campo di “misurabilità” avendo via via campi contigui (parzialmente sovrapponibili).

6. faccio vedere che usando quella bilancia la massa è additiva e racconto la storia della conservazione della massa in una combustione (Lavoisier)



5. dico che poi si è scoperto che la somma delle masse dei prodotti di combustione non è uguale alla somma delle masse dei reagenti, e che questo “difetto” di massa è proporzionale al calore sviluppato. Farei un esempio numerico (se ne fossi capace) usando E=mc^2 per far vedere che bruciando della legna questo "difetto" non era misurabile dal povero Lavoisier e nemmeno da noi con quella bilancia. Ma esistono situazione dove l'effetto non è trascurabile come … (boh devo trovare un esempio)

Giorgio Pastore

unread,
Jun 13, 2021, 6:05:03 PMJun 13
to
Il 13/06/21 19:00, Massimo 456b ha scritto:
....
> Alle elementari invece e' definita come misura della quantita' di
> materia dei corpi.
> In fondo e' la piu' coincisa e per questo la piu' sbagliata. Ma
> per i bimbi la piu' intuitiva. E quindi la piu' giusta.
...

Beh, non è sbagliata perché la piü concisa ma perché non è una buona
definizione. Di fatto equivale a dire che la massa è una proprietà
(estensiva) della materia. Allo stesso modo anche una capacità termica
o l'energia interna potrebbe essere una misura della quantità di
materia. ma non coincidono con la massa.

Giorgio

Alberto Rasà

unread,
Jun 14, 2021, 6:40:04 AMJun 14
to
Il giorno domenica 13 giugno 2021 alle 15:00:02 UTC+2 Pangloss ha scritto:
> [it.scienza.fisica 12 Jun 2021] Alberto Rasà ha scritto:
> > .....
> > In alcuni forum di fisica internazionali "scatta un segnale d'allarme" appena uno
> > incomincia a parlare di massa relativistica, e se insiste lo fanno verde :-)
>
> Ah si'? Allora che mi facciano pure verde, se ci riescono... ;-)
>
Attento che non ti faccia verde, blu e viola il tuo omonimo (di nome ma non di cognome) :-)

https://groups.google.com/forum/?hl=it&nomobile=true#!search/alcune$20risposte$202$20fabri%7Csort:relevance/free.it.scienza.fisica/UyfGXka6rgQ/MiEiUTVexIsJ


Poi, per dirne un'altra, non capisco come risolveresti il problema della massa trasversale (che vale gamma m) che è differente dalla massa longitudinale (che vale gamma^3 m) in presenza di forze.

--
Wakinian Tanka

Massimo 456b

unread,
Jun 14, 2021, 6:40:04 AMJun 14
to
Giorgio Pastore <pas...@units.it> ha scritto:
Allo stesso modo e' la definizione.
Che ha anche un inventore: Socrate.
Piu' aggiungi elementi piu' sai di non sapere.
Lui risolveva con la brachilogia.
Domanda secca: che cos'e'?
Risposte brevi. Brachilogia.
Che cos'e' l'energia? Che cos'e' la capacita' termica? Ti avrebbe
mitragliato di domande.
Ma tutto questo perche', come hai detto tu, una risposta non e'
definita fisicamente ma metafisicamente.
Hai detto infatti che non e' una "buona" risposta.
Anche se parliamo di fisica non e' importante che cos'e' una
risposta ma com'e': buona, bella, vera.
La metafisica risponde a com'e' ossia individua la qualita'.
Ma una risposta unica nelle scienze non lo sara' mai.
La scienza evolve come gli studenti evolvono dalle elementari a
quanto vorranno sapere di non sapere.


> Giorgio

Soviet_Mario

unread,
Jun 14, 2021, 6:48:03 AMJun 14
to
Il 13/06/21 16:43, Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 13/06/21 14:37, Soviet_Mario ha scritto:
>> Il 13/06/21 09:38, Giorgio Pastore ha scritto:
> ....
>
>> ... Io stesso ricordo
>>> ottimi docenti universitari spacciare la storia della
>>> circolazione oraria o antioraria del flusso d'acqua in un
>>> lavandino che si svuota a seconda dell' emisfero come
>>> esemplificazione della forza di Coriolis.
>>
>>
>> e invece a cosa è dovuto ? (Se si può spiegare in termini
>> commestibili ...)
>
> Il problema non è la causa ma l'esistenza dell'effetto sulla
> scala di lunghezze e tempi ragionevolmente presenti in un
> esperimento "casalingo". Cfr
> https://www.scientificamerican.com/article/can-somebody-finally-sett/
>
>
>
>>
>>> O anche un esperto di fisica dei liquidi affermare con
>>> sicurezza che i vetri delle cattedrali medioevali sono
>>> più spessi in basso per il lento fluire dei vetri. Giusto
>>> per citarne due.
>>
>> uh ! Questa non la sapevo, e nemmeno sono in grado di
>> stimare l'entità dell'effetto. Mi aspettavo cmq, a muzzo,
>> effetti misurabili della viscosità in milionate di anni
>> non in secoli.
>
> Appunto. Ma la versione folkloristica ha girato per diverso
> tempo anche tra gli esperti.

uhm ... ma l'effetto "soglia" esiste o meno?
Nel macroscopico gli attriti presentano spesso "soglie"
critiche per passare ad es. da regime statico a dinamico.
Nel microscopico non saprei ...

>
> ....
>
>>> E poi ci sono le nozioni veramente sbagliate che tuttavia
>>> sopravvivono per "tradizione" (anche tradizioni recenti).
>>> Giusto tre esempi: i) la definizione di campo o di
>>> orbitale come "regione di spazio" con determinate
>>> caratteristiche o in cui avviene qualcosa;
>>
>> ahimè, di queste sono vittima a mia volta, e privo di
>> strumenti per venirne a capo.
>
> Alla lettara, una regione di spazio è un volume dello spazio
> 3D. I volumi hanno segno negativo?

beh ma 'sti benedetti orbitali non sono soltanto "spazio".
Non esiste acqua negativa, ma un'onda marina rispetto a un
dato zero assume valori positivi e negativi, ad es. nella quota.

> Il valor medio di una
> "regione di spazio" può avere una direzione?

scusami, non colgo nessuna logica in questa serie di
domande. Lo spazio non ha direzione, ma le onde sì (è pur
vero che non ho in mente quelle stazionarie in questo caso)

> Eppure un campo
> elettrico può fare entrambe le cose. Un orbitale potrebbe
> addirittura essere complesso...

sì, complicato (lol, so che intendevi altro)

>
> Con un po' di attenzione si può passare da una definizione
> platealmente sbagliata ad una migliore. Ma occorre fare
> molta attenzione alle parole. E non si sfugge alla
> sostanziale separazione tra regione di spazio e
> campo/orbitale.

una cosa è certa, anche il concetto di onde di probabilità
di materia è totalmente controintuitivo, da cui i salti
mortali per "visualizzare" la cosa con enti dell'esperienza
quotidiana.

> Naturalmente non è che queste definizioni
> sono veute da Marte. Nel Treatise di Maxwell il campo
> elettrico viene iontrodotto come "the portion of space in
> the neighborhood of electrified bodies, considered with
> reference to electric phenomena." [sez. 44]
> Nel tempo sono state introdotte definizioni decisamente
> migliori, ma quella originale riemerge qua e là.
>
>>
>>> ii) l'identificazione dell'entropia col disordine
>>> configurazionale;
>>
>> cosa si intende per configurazionale ?
>
> relativo alla disposizione spaziale delle configurazioni
> spaziali.
>
>>> iii) classificare come vettore qualsiasi entità
>>> caratterizzata da intensità direzione e verso.
>>
>>
>> opperbacco che terremoto. E non è così ? Qualche esempio
>> di non-vettori siffatti sarebbe gradito, e anche magari un
>> cenno a quali proprietà dei vettori non soddisfa tale
>> grandezza ...
>
> le rotazioni di angoli arbitrari nello spazio.

guarda, nollo volevo dire temendo di sbagliare, ma in
effetti avevo mezzo intuito che potesse trattarsi dei
"momenti" (la cui connotazione vettoriale, forse
inevitabile, mi pare cmq una forzatura, ossia un artefatto
di rappresentazione)

> Sono
> caratterizzabili con direzione (asse di rotazione) verso (a
> seconda se oraria o antioraria),

ecco, questo "verso" è cmq puramente arbitrario e
convenzionale ad es., mentre il verso di un vettore quale
una forza è tutt'altro che convenzionale (imho)

> intensità (angolo di
> rotazione. Ma non sono vettori perché non si compongono come
> vettori.

giusto ... non commutano neppure. Intendo che ricordo quando
smanettavo un po' con le matrici di rotazione col SW, che
applicando le medesime operazioni in ordine diverso
produceva stati finali totalmente diversi. E anche con
OpenSCAD sbatto sempre la faccia e devo andare a tentativi
con le multirotazioni, perché di primo acchito non ottengo
mai quel che volevo.

> Se definisco "somma" di due rotazioni la rotazione
> complessiva la somma non è commutativa.

verissimo,

> Se preferisci, non
> si combinano con la regola del parallelogramma.

cmq a me, dal basso della mia crassa ignoranza, in effetti i
momenti non erano mai sembrati "veri" vettori anche per
l'arbitrarietà convenzionale

> Il che apre un mondo di nuova consapevolezza su cosa è e
> cosa non è un vettore, oltre a mettere d'accordo la
> definizione dei fisici con quella dell'algebra lineare.
>
> Giorgio


Giorgio Pastore

unread,
Jun 14, 2021, 7:05:02 AMJun 14
to
Il 14/06/21 00:43, Alberto Rasà ha scritto:
...
> Poi, per dirne un'altra, non capisco come risolveresti il problema della massa trasversale (che vale gamma m) che è differente dalla massa longitudinale (che vale gamma^3 m) in presenza di forze.

Non è un problema, solo una scomodità. Tensori di massa esistono da
tanto tempo in fisica. E lo stesso momento di inerzia è un esempio di
come non sia una tragedia descrivere proprietà di inerzia attraverso un
tesore.

Pangloss

unread,
Jun 14, 2021, 9:40:02 AMJun 14
to
[it.scienza.fisica 13 Jun 2021] Alberto Rasà ha scritto:
> Attento che non ti faccia verde, blu e viola il tuo omonimo (di nome ma non di cognome) :-)

Non credo che il mio omonimo abbia cattive intenzioni nei miei confronti. ;-)
Sono debitore a Fabri per quanto insegnatomi in due decenni su isf (e non solo) con
una competenza ed una disponibilita' rare nel mondo accademico. Stimo molto il nostro
(un po' scorbutico) prof e spero di non essere da lui considerato un quacquaraqua'.
Comunque il mio post non contraddice Fabri, semmai rigetta gli atteggiamenti oltranzisti
(da te citati) diretti a limitare la mia liberta' di pensiero e di espressione.

Di fatto io ho risollevato la questione (IMHO piuttosto trascurata) dei postulati della
dinamica relativistica, notando che la conservazione della quantita' di moto non potrebbe
essere conforme al principio di relativita' senza la conservazione di una grandezza
importante ma "innominabile", che solo a posteriori potra' essere battezzata energia.
Per i dettagli rimando al Cap.5 della monografia di RR presente sul mio sito.

Elio Fabri

unread,
Jun 14, 2021, 11:42:03 AMJun 14
to
Carlo Studente ha scritto:
> Direi nell'ordine le seguenti cose:
> ...
Ci sono diverse cose che non mi vanno nel tuo schema.
Ci sono fatti storici che tu distorci (senza volerlo, ovvio).
Ci sono idee secondo te intuitive che secondo me (e non solo) non lo
sono affatto.
Trascuri fatti fondamentali (perché non ti rendi conto di quanto lo
siano...).
Pasticci alquanto sulle unità di misura e sulle bilance.

E forse c'è anche altro :-)
Ma non te la prendere: dovresti sapere che non sono solito fare
complimenti (del resto Pangloss mi ha appena definito "scorbutico", ma
io mica me la prendo) ma sono anche solito sforzarmi di dare il mio
contributo quando possibile.
Aggiungo che apprezzo il lavoro che fai, anche esponendoti ai
rimbrotti di tipi come me :-)
So bene che quelli che si aprono, chiedendo consigli ma anche
mostrando i loro punti deboli, sono un'esigua minoranza tra gli
insegnanti.
E' anche per questo che dopo aver criticato sento il dovere di fare
una "pars construens".

Ora ci proverò, suggerendoti numerose varianti al tuo approccio.
(Vabbè, di questi tempi la parola "varianti" gode cattiva fama, ma
spero me la passerai.)

> 1. dico che loro hanno una idea intuitiva di cosa sia la massa. Do
> in mano a un alunno due sfere di materiali diversi, la prima di
> massa ben maggiore: per tenere sollevata la prima sfera dovrà
> applicare uno sforzo maggiore, lo stesso per lanciarla sul
> pavimento, o per farla girare come nel lancio del martello.
Ma ci hai provato, senza fare la domanda in modo che suggerisca la
risposta?
Provaci, e vedrai che ti risponderanno tutti che tutto ciò succede
perché la prima sfera è più pesante.

> Faccio notare come l'idea intuitiva di massa è legata all'idea
> intuitiva di forza.
C'è un'idea intuitiva di massa come "quantità di materia", ma questa è
collegata con quella di "peso", non di forza.

> Laddove nel libro c'è scritto "la massa di un corpo [...] esprime la
> sua inerzia [...]" intende dire che è più difficile far cambiare
> velocità ad un corpo di massa maggiore (al supermercato provate a far
> partire e a manovrare un carrello vuoto e poi uno pieno e capirete a
> cosa mi riferisco)
Fai tutti gli esempi che vuoi, per es. quello di muovere a spinta una
macchina in folle su terreno liscio e piano.
Fai pure osservare che se occorre uno sforzo per metterla in movimento
ce ne vuole anche per fermarla.
Ti diranno che tutto ciò succede perché la macchina è pesante.

Insomma, non lo sai che Galileo, sebbene avesse capito il principio
d'inerzia, ancora non concepiva la gravità come una forza?
La sua grande, grandissima scoperta è che la gravità causa
l'accelerazione, ma in tutta la sua opera non c'è mai un cenno al
fatto che *qualunque forza* produce accelerazione.
Per questo ci sarebbe voluto Newton.

La seconda scoperta di G., forse ancora più grande (ci torno dopo) è
che questa accel. è *la stessa* per tutti i corpi, una volta "tolti
gli impedimenti esterni" (leggi ad es. resistenza dell'aria).

Ora salto al punto 5.
L'idea delle gare di atletica come approccio a vari concetti di fisica
è eccellente, e devi sfruttarla meglio (e senza pasticciare).

> 5. Se vanno in montagna la loro massa resta la stessa
Come lo dimostri?

> ma il peso diminuisce,
Veramente, se usi la tua bilancia col cavolo che la vedi questa
diminuzione: ci vuole un altro tipo di bilancia.
Del resto (e per fortuna dal nostro punto di vista) le bilance a
bracci uguali sono ormai una rarità: tutte le bilance, più o meno
sofisticate, che si vedono in giro, sono bilance a molla.
Ottima occasione per far riflettere i ragazzi sui numerosi strumenti
di misura che usiamo tutti i giorni: qui ci occupiamo di misurare il
peso (o la massa?), ma poi serve di misurare lunghezze, tempi,
temperature, velocità...
Al biennio di qualsiasi scuola non solo degli IT sarebbe essenziale
procedere a questa analisi/studio/ricerca sugli strumenti di misura.
Ma figuriamoci se gli estensori delle IN (e di conseguenza gli autori
dei libri di testo) se ne sono mai curati :-(

> fare un salto in alto a città del Messico non è la stessa cosa di
> farlo a Milano (Beamon e Mennea)
Intanto che c'entra il salto in alto con Beamon (salto in lungo) e
Mennea (corsa)?
Inter nos (non ancora con gli studenti) possiamo provare che effetto
ha il diverso valore di g a Città del Messico rispetto al livello del
mare sul salto in alto.
Imposto il calcolo e lascio in parte a te trovare i dati e verificare
i numeri.
L'altezza di CdM sul mare è 2256 m.
Assumendo come valore medio di g al livello del mare di 9.810 m/s^2,
il valore a CdM mi risulta 9.803.
L'altezza di un salto in alto, assumendo la stessa velocità al
distacco, va come 1/g; quindi la variazione relativa è 0.0007.

Nel calcolare l'altezza bisogna però prendere lo spostamento verso
l'altro del centro di massa del corpo, che posso supporre (per un uomo
in piedi un po' alto) sia a circa 1 metro dal suolo.
Il record mondiale è 2.45 m, cui occorre sottrarre diciamo 1 m per
quanto detto, e aggiungere diciamo 10 cm perché il cdm sarà un po'
sopra l'asticella: risulta h = 1.55 m.
La variazione relativa dovuta alla diversa gravità sarà quasi
esattamente 1 mm, mentre le altezze in gara vengono misurate al cm.
Quindi l'effetto CdM sul salto in alto *è inosservabile*.

Invece nel salto in lungo e nella corsa la differenza c'è, è nota e se
ne tiene conto: a che cosa è dovuta?
Risposta: alla diversa velocità, dovuta a sua volta alla diversa
densità dell'aria.

Questo conto non te lo faccio: FALLO!
Ti fornisco solo i dati sulla densità standard dell'aria alle due
quote:
A livello del mare: 1.230 kg/m^3
A CdM: 0.955 "

Sono ben lontano dall'aver finit la mia risposta, ma per stasera non
ce la faccio a procedere oltre.
Aspettati una seconda puntata, forse domani.
--
Elio Fabri

Carlo Studente

unread,
Jun 15, 2021, 8:30:03 AMJun 15
to
Il giorno lunedì 14 giugno 2021 alle 17:42:03 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:

> L'idea delle gare di atletica come approccio a vari concetti di fisica
> è eccellente, e devi sfruttarla meglio (e senza pasticciare).

> > 5. Se vanno in montagna la loro massa resta la stessa
> Come lo dimostri?

Accidenti, pensavo di dire che le cose stanno così mica di doverlo dimostrare, è scritto su tutti i libri! Comunque, porto in montagna il corpo X, la bilancia a bracci uguali e i campioni di misura, faccio la misura e trovo che la massa di X è la stessa.

> > ma il peso diminuisce,
> Veramente, se usi la tua bilancia col cavolo che la vedi questa
> diminuzione: ci vuole un altro tipo di bilancia.
Certo: la diminuzione del peso si dovrebbe vedere appendendo il corpo ad un dinamometro (=bilancia a molla) sufficientemente sensibile.

> Intanto che c'entra il salto in alto con Beamon (salto in lungo) e
> Mennea (corsa)? [...] imposto il calcolo e lascio in parte a te trovare i dati e verificare [...]



Era solo un'idea buttata là, non ci avevo pensato bene. Qui viene fuori il "mondo di carta" di cui tante volte parli. Bastava fare il conto a "spanne": c'è una differenza di "altezza" di 2*10^3 m su un raggio terrestre di 6*10^6 m , g diminuisce col quadrato della distanza quindi a Città del Messico g = 9,81*(6*10^6/(6,002^10^6))^2 =9,803. Una variazione relativa dello 0,07 % che per un atleta di 70 kg significa un peso di 0,5 N in meno (solo 50 grammi!).
>
> Nel calcolare l'altezza bisogna però prendere lo spostamento verso
> l'altro del centro di massa del corpo, che posso supporre (per un uomo
> in piedi un po' alto) sia a circa 1 metro dal suolo.
> Il record mondiale è 2.45 m, cui occorre sottrarre diciamo 1 m per
> quanto detto, e aggiungere diciamo 10 cm perché il cdm sarà un po'
> sopra l'asticella: risulta h = 1.55 m.

E no! Nel salto Fosbury il baricentro dell'atleta passa SOTTO l'asticella. Ma non cambia la sostanza: l'effetto altitudine sul salto in alto *è inosservabile*.


> Invece nel salto in lungo e nella corsa la differenza c'è, è nota e se
> ne tiene conto: a che cosa è dovuta?
> Risposta: alla diversa velocità, dovuta a sua volta alla diversa
> densità dell'aria.
> Questo conto non te lo faccio: FALLO!
> Ti fornisco solo i dati sulla densità standard dell'aria alle due
> quote:
> A livello del mare: 1.230 kg/m^3
> A CdM: 0.955 "




Prendo in esame il salto in lungo. Ipotizzo che la velocità di stacco sia la velocità limite raggiunta all'equilibrio tra la forza "propulsiva" e la forza di attrito dell'aria. Ipotizzo tale forza proporzionale alla densità (Sto facendo delle ipotesi di lavoro, successivamente si potrebbero considerare altri fattori come il cambiamento della viscosità a diverse altitudini, dipendenza della forza da quadrato della velocità...). In tali condizioni la velocità limite è inversamente proporzionale alla densità, quindi l'aumento relativo è 1,230/0,955=1,29



Se a Milano un atleta olimpico raggiunge una velocità 10 m/s a CdM raggiunge 12,9 m/s!! Decisamente troppo. Ipotizzo allora la forza di attrito proporzionale al quadrato della velocità, in questo caso la velocità limite aumenta della radice quadrata 1,29 =1,136 che è ancora tanto ma non lontano dalla realtà. La gittata del salto va come v_lim^2 e quindi se a livello del mare salta 8 m a CdM salta 8*1,29 = 9 m, che è più o meno quello che è successo a Beamon che, da quello che trovo in rete, ha migliorato il suo personale di 83 cm.



Non so se ho fatto i conti giusti, li rivedrò con calma, comunque mi si è aperto un mondo. Un esempio come questo non mi era mai stato fatto, lo trovo bellissimo, e dire che lo avevo "sotto gli occhi" ogni giorno. Devo trovare un libro di fisica applicata allo sport, a scienze motorie sicuramente lo avranno! Sto pensando a quello che sento all'uscita della curva dei 200 m, è come se per un istante fossi proiettato in avanti... ma non divaghiamo.

Grazie Elio.
Ciao.
Carlo

Alberto Rasà

unread,
Jun 15, 2021, 10:35:03 AMJun 15
to
Il giorno martedì 15 giugno 2021 alle 14:30:03 UTC+2 Carlo Studente ha scritto:
> Il giorno lunedì 14 giugno 2021 alle 17:42:03 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
> > Carlo wrote:
> >> 5. Se vanno in montagna la loro massa resta la stessa
> > Come lo dimostri?

> Accidenti, pensavo di dire che le cose stanno così mica di doverlo dimostrare, è scritto su tutti i libri! Comunque, porto in montagna il corpo X, la bilancia a bracci uguali e i campioni di misura, faccio la misura e trovo che la massa di X è la stessa.
>
Prova ad assumere che *tutte le masse* varino nello stesso modo con l'altezza e vedi se quella misura ti serve a qualcosa...
Hint: harmonic motion in an horizantal plane.

--
Wakinian Tanka

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 2:25:02 AMJun 16
to
Ciao,


eh già, ma come diavolo non ci ho pensato. MI viene in mente allora di mettere il corpo su un carrello attaccato ad una molla di costante elastica nota, e dalle misure del conseguente moto armonico ricavo la massa. In nessun libro in mio possesso viene descritta una "bilancia" di questo tipo. Sto pensando che non sarebbe poi tanto difficile riprodurlo in laboratorio (se ce ne avessi uno!), quando potrò sono proprio curioso di provare!
Ciao e grazie.

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 3:12:03 AMJun 16
to
Il 15/06/2021 19:44, Carlo Studente ha scritto:
> Il giorno martedì 15 giugno 2021 alle 16:35:03 UTC+2 wakinia...@gmail.com ha scritto:
...
>> Prova ad assumere che *tutte le masse* varino nello stesso modo con l'altezza e vedi se quella misura ti serve a qualcosa...
>> Hint: harmonic motion in an horizantal plane.
...
> eh già, ma come diavolo non ci ho pensato. MI viene in mente allora di mettere il corpo su un carrello attaccato ad una molla di costante elastica nota, e dalle misure del conseguente moto armonico ricavo la massa. In nessun libro in mio possesso viene descritta una "bilancia" di questo tipo. Sto pensando che non sarebbe poi tanto difficile riprodurlo in laboratorio (se ce ne avessi uno!),

Un Tecnologico senza Laboratorio, accidenti!

> quando potrò sono proprio curioso di provare!

Sono strumenti realizzati anche per uso didattico, cerca "bilancia inerziale" su internet...
V. come venga utilizzata per misurare la massa degli astronauti durante le missioni in caduta libera:

https://www.sciencephoto.com/media/336949/view/body-mass-measurement-in-space-spacelab-sls-1

Ciao

--
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)

Elio Fabri

unread,
Jun 16, 2021, 4:00:02 AMJun 16
to
Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Un Tecnologico senza Laboratorio, accidenti!
Di che ti meravigli?
Se hanno ridotto l'orario da 5 a 3 ore, senza cambiare i contenuti,
dove altro potevano tagliare?

Del resto il laboratorio si può sempre fare virtuale (o digitale, che
nella massa d'ignoranti che scrivono su queste cose è lo stesso).
Il prossimo passo sarà di rendere virtuali anche gli insegnanti: sarà
un bel risparmio, e con la DaD ci siamo già avvicinati.
--
Elio Fabri

Elio Fabri

unread,
Jun 16, 2021, 4:00:02 AMJun 16
to
Carlo Studente ha scritto:
> In nessun libro in mio possesso viene descritta una "bilancia"
> di questo tipo.
La cosa non mi sorprende.
Ma hai mai sentito parlare del PSSC?
No, vero? Antiquariato :-(
--
Elio Fabri

Elio Fabri

unread,
Jun 16, 2021, 4:42:02 AMJun 16
to

Carlo Studente ha scritto:
> Accidenti, pensavo di dire che le cose stanno così mica di doverlo
> dimostrare, è scritto su tutti i libri!
Ahi ahi, codesto è catechismo, non fisica :-)
Intendiamoci, che ci saranno per forza casi in cui i ragazzi dovranno
credere che le cose stanno in un certo modo perché glielo dici tu o il
libro, in un mondo reale si deve accettare.
Ma non come metodo generale.
Anzi: dovresti proprio abituare i ragazzi a chiedersi
"Come facciamo a dirlo?"
"Da dove viene fuori?"
e altre domande consimili.

> Comunque, porto in montagna il corpo X, la bilancia a bracci uguali
> e i campioni di misura, faccio la misura e trovo che la massa di X è
> la stessa.
Non insisto perché è gia intervenuto Alberto.
Anche se il suo metodo ha un difetto: richiede la dinamica.
Ma non posso intervenire su tutto, altrimenti non arrivo più dove mi
preme arrivare...

> Certo: la diminuzione del peso si dovrebbe vedere appendendo il
> corpo ad un dinamometro (=bilancia a molla) sufficientemente
> sensibile.
Davvero molto sensibile :-)

> E no! Nel salto Fosbury il baricentro dell'atleta passa SOTTO
> l'asticella.
Già, non ci avevo pensato: il corpo è molto arcuato all'indietro.
Anche se non sono sicuro che sia proprio come dici.
Mica facile fare delle misure!

> Ma non cambia la sostanza: l'effetto altitudine sul salto
> in alto *è inosservabile*.
Anzi va a mio vantaggio, perché non debbo più aggiungere i 10 cm
(magari togliere qualcosa).

Non dico niente sul salto in lungo, perché le ipotesi che fai sono
chiare e il conto mi pare giusto.
Non sono così sicuro che si possa usare la gittata, ma non insisto.

> Non so se ho fatto i conti giusti, li rivedrò con calma, comunque mi
> si è aperto un mondo. Un esempio come questo non mi era mai stato
> fatto, lo trovo bellissimo, e dire che lo avevo "sotto gli occhi" ogni
> giorno.
Normale.

> Devo trovare un libro di fisica applicata allo sport, a scienze
> motorie sicuramente lo avranno! Sto pensando a quello che sento
> all'uscita della curva dei 200 m, è come se per un istante fossi
> proiettato in avanti... ma non divaghiamo.
Però debbo purtroppo raffreddare il tuo entusiasmo.
Temo che in quei libri troverai parecchi errori, veri e propri
sfondoni, schematizzazioni arbitrarie...

La fisica applicata allo sport è materia *molto* difficile.
La meccanica (e non solo) bisogna conoscerla molto bene.
Spesso si tratta di dinamica di corpi rigidi (già una materia
parecchio scivolosa) e in molti casi non sono neppure rigidi.
Per es. bici e moto sono piene di trappole.
Perfino capire la dinamica dell'automobile su traiettoria rettilinea è
complicato, a partire dalla prima domanda:
"Un'auto accelera partendo da fermo. Qual è la forza che la fa
accelerare?"

Secondo me nel biennio bisogna andare coi piedi di piombo, abituando
prima di tutto i ragazzi ad analizzare e rappresentare correttamente i
problemi più semplici.
Per es., visto che abbiamo parlato di Mennea.
Prendiamo i suoi migliori risultati sui 100 e sui 200 metri.
Come si spiega che il tempo sui 200 è minore del doppio di quello sui
100?
Oppure, lasciando da parte Mennea (ma non sarebbe male guardare i dati
storici, e vedere quanto ha resistito il suo record sui 200) fare la
stessa domanda per i record mondiali di oggi: sui 100, 200, 400.

Nota bene: lo scopo della domanda non è di avere risposte a
chiacchiere, ma di ricavarne spunti per concetti quale accelerazione,
velocità, istantanea.
Inoltre si tratta di problemi nei quali una rappresentazione grafica è
preziosa.
Quindi insegnare ai ragazzi almeno i grafici s-t, v-t e la loro
relazione, disegnando quei grafici per le corse che ho detto: 100,
200, 400.

Naturalmente non abbiamo i dati intermedi: spazio percorso o velocità
raggiunta dopo 1 secondo, dopo 2, ecc.
Ma si possono fare ipotesi (coi ragazzi, anche diverse tra loro) e
tradurle in grafici.
Come ho già detto, un primo sottoprodotto di quest'attività sarebbe la
definizione (la scoperta) dei concetti di velocità media e istantanea,
accel. media e istantanea.
*Non definite in astratto*, senza motivazione. Ma proprio perché
nascono dalla discussione.
Per es. non c'è dubbio che qualunque ragazzo/a abbia il concetto di
velocità istantanea: bisogna tirarglielo fuori (ars maieutica, diceva
Socrate; veramente l'avrà detto in greco, ma io l'ho sempre sentito in
latino :-) ).

Forse hai cominciato a capire che organizzare una lezione in questo
modo non è per niente facile, e non si può improvvisare.
Bisogna lasciare libertà ai ragazzi, ma non troppa: si deve avere
chiaro in mente un obiettivo, e raddrizzare la rotta quando devia
troppo.
Ma al tempo stesso essere pronti a cogliere ogni occasione per
sottolineare una novità importante, magari per rimandarla a un'altra
occasione.
Perché i ragazzi mica sanno che "questa è cinematica", la dinamica è
un altro capitolo: sicuramente mescoleranno tutto...

Sarebbe bello se potessi darti esempi concreti da cui prendere
ispirazione...
In realtà qualcosa mi viene in mente, anche se a prima vista c'entra
poco: altra epoca, altra scuola.

Mario Lodi: "Il paese sbagliato" (Einaudi).

Mario Lodi è stato un maestro elementare, attivo in una scuola di
campagna della provincia di Cremona, negli anni '60 e seguenti.
Un innovatore, forse poco seguito e oggi - sembra - dimenticato.
Però ho visto che Einaudi l'ha ancora in catalogo e lo puoi trovare in
tutte le librerie online.
Il che forse vuol dire che sbaglio? qualcuno lo ricorda ancora?

Nel caso ti piacesse saperne di più prima di decidere l'acquisto, ne
ho parlato in
http://www.sagredo.eu/candela/candel45.pdf
da pag. 5 in poi.

Comunque non sarà semplice, anche perché temo che una buona parte dei
ragazzi saranno a mal partito quando gli chiederai fare grafici "a
mano".
Dovrei forse spiegare meglio che cosa ho in mente, come imposterei
quest'attività sui record di corsa, ma finisce sempre che scrivo
troppo, ci metto tempo e alla fine debbo concludere e spedire...

--
Elio Fabri

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 7:24:03 AMJun 16
to
Il 16/06/2021 10:41, Elio Fabri ha scritto:
...
> Per es. bici e moto sono piene di trappole.
> Perfino capire la dinamica dell'automobile su traiettoria rettilinea è
> complicato, a partire dalla prima domanda:
> "Un'auto accelera partendo da fermo. Qual è la forza che la fa
> accelerare?"

Che la forza in questione sia esercitata dal motore o dai
freni è un misconcetto _comune_ anche sui libri di testo,
cito il primo che ho sottomano, Cutnell et al.,
I problemi della Fisica, p. 154:
"Un camion rallenta per 850 m a causa della forza di
3,0*10^3 N che esercitano i suoi freni...".
Poi, una volta compreso che la forza che fa accelerare il
veicolo è quella di attrito statico tra gli pneumatici
e il suolo (trascurando l'attrito con l'aria ecc.) nasce
un secondo misconcetto indotto dal fatto che nelle stesse ipotesi
il lavoro totale delle forze esercitate dal motore o dai freni ecc.
è anche uguale a quello che _sarebbe_ formalmente il lavoro
della forza di attrito statico tra gli pneumatici e il suolo
_se_ lo spostamento del suo punto di applicazione (che in
realtà è nullo in assenza di strisciamento e altri fenomeni
dissipativi) fosse uguale a quello del veicolo, come si
verifica usando il teorema dell'energia cinetica e la prima
eq.e cardinale, questo misconcetto può essere più subdolo perché
calcolando il "lavoro della forza di attrito statico" si
trova il valore corretto del lavoro totale sul veicolo
(sempre trascurando l'attrito con l'aria ecc.).

PS per Carlo, sullo stesso libro è comunque descritta la
bilancia inerziale di cui in precedenza.

Soviet_Mario

unread,
Jun 16, 2021, 8:42:03 AMJun 16
to
Il 16/06/21 13:18, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Il 16/06/2021 10:41, Elio Fabri ha scritto:
> ...
>> Per es. bici e moto sono piene di trappole.
>> Perfino capire la dinamica dell'automobile su traiettoria
>> rettilinea è
>> complicato, a partire dalla prima domanda:
>> "Un'auto accelera partendo da fermo. Qual è la forza che
>> la fa
>> accelerare?"
>
> Che la forza in questione sia esercitata dal motore o dai
> freni è un misconcetto _comune_ anche sui libri di testo,

uhm ...

> cito il primo che ho sottomano, Cutnell et al.,
> I problemi della Fisica, p. 154:
> "Un camion rallenta per 850 m a causa della forza di
> 3,0*10^3 N che esercitano i suoi freni...".
> Poi, una volta compreso che la forza che fa accelerare il
> veicolo è quella di attrito statico tra gli pneumatici
> e il suolo (trascurando l'attrito con l'aria ecc.) nasce
> un secondo misconcetto indotto dal fatto che nelle stesse
> ipotesi
> il lavoro totale delle forze esercitate dal motore o dai
> freni ecc.

non credo di aver capito.
Per come la vedo, una catena di eventi si sussegue, forze
causate anche ma non solo da attriti vari, durante la
frenatura e in accelerazione.

Il primo evento scatenante è in entrambi i casi una
pressione (impianto idraulico o scoppio miscela).


Certamente è vero che l'attrito volvente o meno tra gomme e
suolo DEVE essere uno degli anelli della catena che permette
la propagazione delle forze dal punto di "generazione" a
quello di destinazione finale (il punto di contatto), ma
perché mai solo quest'ultimo meriterebbe il "focus" ?

Imho il punto di origine è il più meritevole di
rappresentare l'intera catena


> è anche uguale a quello che _sarebbe_ formalmente il lavoro
> della forza di attrito statico tra gli pneumatici e il suolo
> _se_ lo spostamento del suo punto di applicazione (che in
> realtà è nullo in assenza di strisciamento e altri fenomeni
> dissipativi) fosse uguale a quello del veicolo, come si
> verifica usando il teorema dell'energia cinetica e la prima
> eq.e cardinale, questo misconcetto può essere più subdolo
> perché
> calcolando il "lavoro della forza di attrito statico" si
> trova il valore corretto del lavoro totale sul veicolo
> (sempre trascurando l'attrito con l'aria ecc.).

non ho capito affatto : avrei pensato che gli attriti
rilevanti fossero quello VOLVENTE + resistenza dell'aria (la
quale non so proprio, e non credo, che sia una variabile
trascurabile, anzi penserei che sopra i 100 km/h o giù di lì
potrebbe anche diventare più grande dell'attrito volvente).
Questo per citare solo le componenti dissipative :
ovviamente c'è anche la variazioen di energia cinetica

>
> PS per Carlo, sullo stesso libro è comunque descritta la
> bilancia inerziale di cui in precedenza.
>
> Ciao
>


--

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 9:36:02 AMJun 16
to
Il 16/06/2021 14:41, Soviet_Mario ha scritto:
...
> non credo di aver capito.
> Per come la vedo, una catena di eventi si sussegue, forze causate anche ma non solo da attriti vari, durante la frenatura e in accelerazione.
>
> Il primo evento scatenante è in entrambi i casi una pressione (impianto idraulico o scoppio miscela).
>
>
> Certamente è vero che l'attrito volvente o meno tra gomme e suolo DEVE essere uno degli anelli della catena che permette la propagazione delle
> forze dal punto di "generazione" a quello di destinazione finale (il punto di contatto), ma perché mai solo quest'ultimo meriterebbe il "focus" ?
>
> Imho il punto di origine è il più meritevole di rappresentare l'intera catena

V. la prima equazione cardinale, se l'accelerazione del (centro di massa del)
veicolo è a, la risultante delle forze esterne F_ext e la massa del veicolo m,
allora a = F_ext / m, dunque la forza che "fa accelerare il veicolo" è F_ext.

...
> non ho capito affatto : avrei pensato che gli attriti rilevanti fossero quello VOLVENTE + resistenza dell'aria (la quale non so proprio, e non
> credo, che sia una variabile trascurabile, anzi penserei che sopra i 100 km/h o giù di lì potrebbe anche diventare più grande dell'attrito
> volvente). Questo per citare solo le componenti dissipative : ovviamente c'è anche la variazioen di energia cinetica

Quella di trascurare l'attrito con l'aria era un'ipotesi semplificativa applicabile a un
esercizio di Fisica, ovviamente l'attrito aerodinamico non è trascurabile nella descrizione
del moto di un veicolo reale.
Considerando come unica forza esterna F_ext agente sul veicolo di massa m la risultante delle forze di attrito statico esercitate dal suolo
sugli pneumatici (quindi ad es. si trascura l’attrito volvente, quello radente per strisciamento,
quello con l’aria, il peso e la reazione vincolare del suolo si equilibrano per ipotesi di moto orizzontale),
nel riferimento del suolo in un intervallo di tempo “infinitesimo” dt le forze interne (esercitate in particolare
dai freni e dal motore, ci saranno poi anche forze interne dissipative nella trasmissione ecc.) eseguono un
lavoro dL_int sul veicolo e F_ext esegue un lavoro nullo (perché lo spostamento dei punti di applicazione delle
forze di risultante F_ext è nullo), per il teorema dell’energia cinetica e la prima equazione cardinale si ha

dL_int = dE_c = d(1/2 m v^2) = m v dv = m v a dt = F_ext v dt = F_ext ds,

cioè il lavoro delle forze interne è formalmente uguale a quello che si associerebbe alla forza
F_ext per un ipotetico spostamento ds del suo punto di applicazione.
Lo scopo del ragionamento era mostrare che in questo esercizio si può calcolare _correttamente_
il lavoro delle forze che hanno agito sul veicolo con un metodo errato, attribuendolo
alla forza di attrito statico che abbia accelerato il veicolo (questo ragionamento non
varrebbe in presenza ad es. di attrito con l'aria).

Giorgio Pastore

unread,
Jun 16, 2021, 10:40:03 AMJun 16
to
Il 16/06/21 13:18, Giorgio Bibbiani ha scritto:
> Il 16/06/2021 10:41, Elio Fabri ha scritto:
> ...
>> Per es. bici e moto sono piene di trappole.
>> Perfino capire la dinamica dell'automobile su traiettoria rettilinea è
>> complicato, a partire dalla prima domanda:
>> "Un'auto accelera partendo da fermo. Qual è la forza che la fa
>> accelerare?"
>
> Che la forza in questione sia esercitata dal motore o dai
> freni è un misconcetto _comune_ anche sui libri di testo,
> cito il primo che ho sottomano, Cutnell et al.,
> I problemi della Fisica, p. 154:
> "Un camion rallenta per 850 m a causa della forza di
> 3,0*10^3 N che esercitano i suoi freni...".
> Poi, una volta compreso che la forza che fa accelerare il
> veicolo è quella di attrito statico tra gli pneumatici
> e il suolo
....

Tutto abbastanza giusto e corretto (per l'abbastanza, vedi dopo).
Vorrei però sollevare un problema didattico, visto che è questo il
contesto da cui si è partiti.

L'esercizio è, evidentemente, pensato per ragazzi che stanno apprendendo
qualcosa di meccanica la prima volta. Altrettanto evidente che la
contestualizzazione è "fittizia". Probabilmente (correggimi se smaglio)
si tratta di motivare la soluzione di un problema di moto accelerato
uniforme di un punto materiale (o si entra nella descrizione degli
sforzi interni del camion? ;-) ). I punti materialio notoriamente non
hanno freni e quindi siamo nel puro mondo di carta.

Se lo scopo è quello che ipotizzo (dinamica del moto accelerato
uniforme), la identificazione eesatta della forza non mi sembra
direttamente rilevante. Certo, mi si potrà dire che non è un buon
motivo per essere sciatti e propagare misconcetti. Ma il misconcetto c'
è da prima del libro e dell'esercizio. E forse varrebbe la pena di
affrontarlo *separatamente*. E' un fatto che nel linguaggio comune, già
la separazione tra forza ed energia è abbastanza vaga, il concetto di
"causa" della frenata del camion poi è scivoloso sia in termini di
linguaggio ordinario, sia di una descrizione fisica. Molto meglio
sarebbe un esercizio *a parte* in cui si chieda di identificare le forze
esterne che agiscono su un camion in frenata. Che poi è la domanda di
Elio.
Se poi valga la pena o meno di discuterne la relazione con i moti
interni del sistema-camion è un problema a parte. Ma mi sembra evidente
che si sta parlando di livelli di approfondimento successivi.

Che l'insegnante riesca a individuare le falle della descrizione di
Cutnell et al. mi sembra un obiettivo senza dubbio utile. Meno
verosimile passare il discorso ad un ragazzo alla prima esposizione con
la meccanica.

Il motivo per cui ho scritto "abbastanza" è che, al livello di
descrizione del problema, non risulta evidente se si tratti sicuramente
e integralmente di attrito statico. A questo punto i "freni", pur se
fisicamente scorretti, hanno almeno il vantaggio di non fungere da
"distrattore" rispetto all' obiettivo dell'esercizio.

Giorgio

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 10:40:03 AMJun 16
to
Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 10:42:02 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
> ma finisce sempre che scrivo
> troppo, ci metto tempo e alla fine debbo concludere e spedire...
Naturalmente non ho fretta.


Se hai tempo, avevi lasciato in sospeso il commento al mio "schema" proposto in sostituzione alle pagine del libro da bruciare. Al momento ho solo un punto certo: ero stato ferocemente ingannato dal concetto, che trovo espresso in moltissimi testi, che la bilancia "giusta" per misurare la massa è quella a bracci uguali.
Ma già così non saprei più come ringraziarti.
Ciao.
Carlo

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 10:40:03 AMJun 16
to
Sì, ho visto alcuni video avendone avuto notizia su questo gruppo (è da quando ero studente che di tanto in tanto faccio qualche domanda qui). Nei libri di testo che ho, di ingegneria, del mio di liceo, per il biennio dei tecnici non c'è traccia della bilancia inerziale. Proseguendo la ricerca oggi in biblioteca l'ho trovata citata in un testo dell'Amaldi del 1998.

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 11:10:03 AMJun 16
to
Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 09:12:03 UTC+2 Giorgio Bibbiani ha scritto:

> Sono strumenti realizzati anche per uso didattico, cerca "bilancia inerziale" su internet...
> V. come venga utilizzata per misurare la massa degli astronauti durante le missioni in caduta libera:
>
> https://www.sciencephoto.com/media/336949/view/body-mass-measurement-in-space-spacelab-sls-1
Ho trovato anche un video, mi sembra un ottimo spunto.
Grazie Giorgio
Ciao
Carlo

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 11:42:02 AMJun 16
to
Il 16/06/2021 16:34, Giorgio Pastore ha scritto:
...
> Il motivo per cui ho scritto "abbastanza" è che, al livello di descrizione del problema, non risulta evidente se si tratti sicuramente e
> integralmente di attrito statico. A questo punto i "freni", pur se fisicamente scorretti, hanno almeno il vantaggio di non fungere da
> "distrattore" rispetto all' obiettivo dell'esercizio.

Il testo completo dell'esercizio è (non avevo scritto che si
trova sul vol. 1 di 3, non più in commercio dal prossimo a.s.):

"Un camion rallenta per 850 m a causa della forza di
3,0*10^3 N che esercitano i suoi freni.
- Qual è il lavoro compiuto sul camion da questa forza?
- E' un lavoro positivo o negativo?"

E' un esercizio in cui si chiede di applicare la definizione di
lavoro di una forza costante, p.s. tra forza e spostamento del suo
punto di applicazione, con le informazioni sopra non si può dare
un significato operativo alle "forze esercitate dai freni",
si deve allora intendere nell'ipotesi che si possa trascurare
l'attrito con l'aria ecc. (in caso contrario la presenza di
questa forza avrebbe dovuto essere esplicitata, la regola è che
tutto ciò che non compare esplicitamente o necessiti implicitamente
in un esercizio allora non sia presente, e comunque tale forza non
avrebbe alcuna relazione con la presenza dei freni, diversamente da
quella di attrito statico) che il valore della forza indicato
sia quello della risultante delle forze esterne di attrito statico
ed è un esempio del misconcetto che citavo, per cui si calcola
il valore corretto del lavoro delle forze frenanti con
un metodo errato, come se fosse un qualche "lavoro delle
forze di attrito statico" (che invece è nullo).
Io personalmente preferirei piuttosto che l'esercizio
venisse posto in termini puramente formali ("data una forza
costante tot, il suo punto di applicazione si sposta di tot
ecc. ecc.), altrimenti non costa nulla scrivere un esercizio
quasi realistico (siamo sempre in un mondo di carta ;-)
ma più verosimile (ad es. il lavoro della forza di attrito
radente sul solito mattone che strisci su un tavolo).

PS anche nell'edizione originale (si trova il PDF su internet)
l'esercizio è lo stesso:
"The brakes of a truck cause it to slow down by applying a retarding
force of 3.0 x 10^3 N to the truck over a distance of 850 m. What is the
work done by this force on the truck? Is the work positive or negative?
Why?"

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 1:45:03 PMJun 16
to
Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 17:42:02 UTC+2 Giorgio Bibbiani ha scritto:

> Io personalmente preferirei piuttosto che l'esercizio
> venisse posto in termini puramente formali ("data una forza
> costante tot, il suo punto di applicazione si sposta di tot
> ecc. ecc.), altrimenti non costa nulla scrivere un esercizio
> quasi realistico (siamo sempre in un mondo di carta ;-)
> ma più verosimile (ad es. il lavoro della forza di attrito
> radente sul solito mattone che strisci su un tavolo).

Anche nel caso del mattone che striscia il lavoro della forza di attrito (in questo caso radente dinamico) NON è in generale pari a Fattrito*spostamento_del_mattone. Lo è solo se il mattone è perfettamente rigido ed è il tavolo a scaldarsi.
Ciao
Carlo

Giorgio Pastore

unread,
Jun 16, 2021, 1:45:03 PMJun 16
to
Il 16/06/21 17:40, Giorgio Bibbiani ha scritto:
....
> "The brakes of a truck cause it to slow down by applying a retarding
> force of 3.0 x 10^3 N to the truck over a distance of 850 m. What is the
> work done by this force on the truck? Is the work positive or negative?
> Why?"

ok, trattandosi di lavoro, l'ambiguità del testo è sicuramente maggiore
e più grave. Quel "cause...by applying..." sembra rinforzare la
confusione tra forza esterna e freni.Bastava scrivere "...by
inducing..." o qualcosa del genere.

Giorgio

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 3:36:03 PMJun 16
to
Il 16/06/2021 18:55, Carlo Studente ha scritto:
...
> Anche nel caso del mattone che striscia il lavoro della forza di attrito (in questo caso radente dinamico) NON è in generale pari a
> Fattrito*spostamento_del_mattone. Lo è solo se il mattone è perfettamente rigido ed è il tavolo a scaldarsi.

Non ho capito cosa intendi, se il mattone striscia sul tavolo
e il tavolo esercita sul mattone una forza di attrito di modulo
Fa parallela allo spostamento di modulo Ds del mattone e avente
verso opposto, allora il lavoro della forza di attrito sarà
- Fa Ds, non c'è altro, è solo una definizione.

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 3:36:03 PMJun 16
to
Non mi sembra che basterebbe la correzione comunque migliorativa che suggerisci:
immagino che siamo d'accordo sul fatto la risposta che l'autore desidera ottenere è
L = -3*10^3 N * 850 m = -2.55*10^6 J, il problema IMHO è che non agisce in realtà
sul veicolo una forza anche risultante costante con verso opposto allo spostamento
cui si possa associare il lavoro complessivo negativo calcolato, che è quello di
diverse forze interne agenti sul veicolo (nelle ipotesi semplificative già esposte)
e che avranno direzioni e versi i più diversi, penso che sia proprio malposto
l'esempio alla base del problema.

Carlo Studente

unread,
Jun 16, 2021, 3:40:03 PMJun 16
to
Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 15:36:02 UTC+2 Giorgio Bibbiani ha scritto:
per il teorema dell’energia cinetica e la prima equazione cardinale si ha
>
> dL_int = dE_c = d(1/2 m v^2) = m v dv = m v a dt = F_ext v dt = F_ext ds,

con v velocità del centro di massa e dL_est=0 per ipotesi
dL_tot=dL_int =dE_c(totale)
con E_c(totale) sommaroria delle E_c di tutte le particelle
dE_c(totale)= d(1/2 m v^2) solo se l'energia termica non cambia.
Confermi?

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 3:42:02 PMJun 16
to
Il 16/06/2021 15:34, ho scritto:
...
> per il teorema dell’energia cinetica e la prima equazione cardinale si ha
>
> dL_int = dE_c =...

Ripensandoci, aggiungo che sopra bisogna intendere che il lavoro richiesto
nell'esercizio sia quello delle sole forze interne che hanno effetto solo sul
moto traslatorio del veicolo, ad es. se l'autista aziona il climatizzatore
il lavoro meccanico del motore che aziona il compressore non influenzerà
direttamente il moto del veicolo...

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 16, 2021, 3:48:02 PMJun 16
to
In sostanza sì, come ho scritto nell'ultimo mio messaggio,
quando non avevo ancora letto questo tuo.

Furio Petrossi

unread,
Jun 17, 2021, 1:35:03 AMJun 17
to
Il giorno lunedì 14 giugno 2021 alle 17:42:03 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
> Al biennio di qualsiasi scuola non solo degli IT sarebbe essenziale
> procedere a questa analisi/studio/ricerca sugli strumenti di misura.
> Ma figuriamoci se gli estensori delle IN (e di conseguenza gli autori
> dei libri di testo) se ne sono mai curati :-(

Ho iniziato il Corso di Laurea in Fisica nel '68.
Nonostante i laboratori, devo dire che di strumenti di misura ne ho visti pochi.

Cominciamo con la massa inerziale... (in realtà cominciavamo con gli errori)
Definizione operativa? Mettiamo che vada bene, ma poi devi operare. Non credo di averlo fatto a "Fisichetta".

Mettiamo di usare una bilancia inerziale: quanta fisica c'è dietro il suo funzionamento? Lo strumento di misura che definisce le grandezze viene definito attraverso grandezze, magari altre, come la frequenza, magari ci vuole qualche nozione sull'elasticità.



Le grandezze si possono introdurre operativamente e misurare perché ci sono teorie fisiche in cui svolgono un ruolo, teorie fisiche in accordo con le misure poi effettuate. E' un circolo virtuoso. La definizione delle grandezze è relazionale, ma in qualche modo la loro misura deve avvenire isolandole dalle altre.



Adesso mettiamo di aver introdotto la massa. Allora la massa di una galassia magari cercherò di misurarla con una bilancia inerziale! E quella dell'elettrone? Scherzo (ovviamente): si pone un problema di continuità di uno stesso concetto attraverso scale diverse e strumenti di misura concettualmente diversi. Oltre ciò la "vera" misura oggidì è mediata spesso da sensori e tradotta in segnale elettrico.



C'è che definisce lo strumento scientifico una "idea fatta in ottone", un "trait d'union" tra esperienza e teoria, "Man is a tool-making animal" (attribuita a Franklin). Daumas, Les instruments scientifiques aux XVIIe et XVIIIe siècles: che bella lettura, non a caso libro mai tradotto in italiano.

Quello che poni è un gran bel problema (di cui mi preme la parte didattica).

Furio Petrossi

Carlo Studente

unread,
Jun 17, 2021, 1:35:03 AMJun 17
to
Spero che Non si perda il filo del discorso sulla definizione della massa e di come "correggere" quelle pagine del testo: vorrei arrivare preparato a settebre ;-)

Mi spiego meglio, porta pazienza ma la sintesi non è (ancora un mio dono), se segui il discorso magari mi dici se sbaglio qualcosa.




Consideriamo un blocco (mattone) di massa M inizialmente in moto con velocità iniziale V, il blocco striscia su un tavolo orizzontale e, sottoposto alla forza di attrito radente dinamico di modulo FA, si ferma percorrendo un tratto S (spostamento del centro di massa). Supponiamo che durante questo tempo non ci siano scambi di calore con l'aria circostante (e non ci sia attrito viscoso) indico invece con Qbt il calore che passa dal blocco al tavolo; mi sembra logico supporre che sia il blocco a raggiungere temperatura un po più alta ( visto che via via viene in contatto con punti del tavolo non ancora "strisciati") quindi sarà Qbt>0. Ovviamente vale Qtb = -Qbt.
La prima equazione da tener presente, come hai detto, è quella che deriva dall'integrazione del 2° principio della dinamica:
(1) -FA*S = dKcm ( = -1/2MV^2 ) ; indicando con Kcm energia cinetica traslazionale, o del centro di massa, del blocco
Considero la conservazione dell'energia nella forma
dE=Q+L

indicando con Q il calore entrante nel sistema e L il lavoro risultante compiuto dalle forze esterne sul sistema, con dE la variazione di energia del sistema, che suddivido in dEterm (variazione dell'energia termica) e dKcm .
Considero come sistema il blocco + il piano, questo è un sistema isolato per cui la conservazione dell'energia offre:
(1) dEterm_b + dKcm + dEterm_t = 0 ; ( _b sta per blocco e _t per tavolo)
Considero come sistema il blocco, la conservazione dell'energia offre:

(2) dEterm_b + dKcm = LA_b + Qtb; avendo indicato con LA_b il lavoro delle forze di attrito sul blocco, che come vedremo non è uguale in generale a -Fa*S
infine considero come sistema il tavolo, per lui la conservazione dell'energia offre:
(3) dEterm_t = LA_t + Qbt

si ricava LA_b + LA_t = 0 (il lavoro complessivo delle forze di attrito tra due superfici è sempre zero: perciò non modifica l'energia cinetica complessiva delle particelle, ma la "trasferisce" dal moto d'assieme al moto disordinato di agitazione termica)
ma soprattutto si ricava
LA_b = dEterm_b - FA*S + Qbt
che significa che |LA_b| < FA*S

l'uguaglianza vale solo se si ammette che il blocco non si scaldi e che non ci sia scambio di calore, cioè se si ammette una cosa contraria alla realtà.
Il "paradosso" si risolve se si smette di considerare il blocco come un corpo rigido.
Ciao
Carlo

Elio Fabri

unread,
Jun 17, 2021, 3:06:03 AMJun 17
to
Giorgio Pastore ha scritto:
> ...
> Molto meglio sarebbe un esercizio *a parte* in cui si chieda di
> identificare le forze esterne che agiscono su un camion in frenata.
> Che poi è la domanda di Elio.
Credo necessario chiarire (visto che non è riuscito chiaro) il senso
del mio discorso.
Ricordiamoci che tutto parte dalla domanda di Carlo: come introdure la
fisica agli studenti di un primo biennio IT a indirizzo tecnologico?
Nel corso della discussione, io ho accennato all'utilità di analizzare
gare di corsa; Carlo si è entusiasmato e ha creduto di poter trovare
spunti nei testi di fisica applicata allo sport.
Io ho ritenuto utile metterlo in guardia, e *solo a questo fine* ho
citato l'esempio della "forza che accelera una macchina".
E notate bene: io *non ho parlato di freni*!

Quindi che cosa di dinamica si possa o si debba trattare a quel
livello scolastico non era il tema del discorso.
Era però implicito in quello che ho scritto, per chi sa leggere, che
ritengo ci siano cose più accessibili e pregiudiziali che vengono
generalmente trascurate.
(La dinamica, specie quella complicata come le automobili, lasciamola
perdere. Tanto più che sono per primi gli insegnanti (e i testi) a non
avere idee chiare in merito.)
Ho accennato in altro post agli strumenti di misura (ci tornerò
rispondendo a Furio) e all'utilizzo dei grafici.
--
Elio Fabri

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 17, 2021, 3:42:02 AMJun 17
to
Il 16/06/2021 23:52, Carlo Studente ha scritto:
> Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 21:36:03 UTC+2 Giorgio Bibbiani ha scritto:
>> Il 16/06/2021 18:55, Carlo Studente ha scritto:
>
>> Non ho capito cosa intendi, se il mattone striscia sul tavolo
>> e il tavolo esercita sul mattone una forza di attrito di modulo
>> Fa parallela allo spostamento di modulo Ds del mattone e avente
>> verso opposto, allora il lavoro della forza di attrito sarà
>> - Fa Ds, non c'è altro, è solo una definizione.
>
...

> avendo indicato con LA_b il lavoro delle forze di attrito sul blocco, che come vedremo non è uguale in generale a -Fa*S

Scusa se non seguo il tuo ragionamento, ma non si tratta di un esercizio di Termodinamica,
quello che avevo proposto in sostituzione dell'altro che ho citato dal Cutnell è puramente
di Meccanica come voleva essere quello del Cutnell, provo a scriverlo esplicitamente:
un mattone striscia traslando con traiettoria rettilinea su un tavolo, sono dati la forza di
attrito radente dinamico tra mattone e tavolo supposta costante di modulo F_a e lo spostamento
del mattone nel riferimento del tavolo di modulo Ds, si chiede di calcolare il lavoro L
nel riferimento del tavolo della forza di attrito che agisce sul mattone,
allora _per definizione_ L è il prodotto scalare tra forza e spostamento del
suo punto di applicazione, L = - F_a Ds.
Non saprei cos'altro aggiungere, ripeto, l'esercizio che avevo in mente è
solo sulla _definizione_ di lavoro di una forza costante per uno spostamento
assegnato del suo punto di applicazione.

Carlo Studente

unread,
Jun 17, 2021, 8:40:03 AMJun 17
to
> Giorgio Bibbiani




Lo so che volevi dare un esempio di lavoro di una forza costante, purtroppo però la forza di attrito non è una forza applicata in un punto che si sposta quanto si sposta il centro di massa del blocco. Ne ho discusso anni fa qui con Tommaso Russo TS in un post (che non so ritrovare) in cui il Prof Fabri poneva delle questioni di termodinamica. Ti consiglio la lettura, fidati che sarà tempo ben speso, dell'articolo "Work and heat transfer in the presence of sliding friction" di Sherwood e Bernard 1984. Puoi trovarlo in pdf al link:


https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi2jonvvp7xAhWN_rsIHfv7B58QFjACegQIEhAE&url=https%3A%2F%2Fbrucesherwood.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F06%2FFriction1984.pdf&usg=AOvVaw0UMheoM0fS8mSpNLKxM2L7




Naturalmente mi guardo bene da fare queste considerazioni con gli alunni e in pratica salvo l'esempio che c'è su tutti i libri, sul calcolo del lavoro della forza di attrito radente come Fatt*spostamento_del_blocco, dicendo che questo calcolo vale solo se il blocco è perfettamente rigido e non ci sono scambi di calore, che è poi quello che dici tu affermando che non è un esercizio di termodinamica, però...si parlava di non propagare misconcetti ;-)
Ciao.

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 17, 2021, 12:18:03 PMJun 17
to
Il 16/06/2021 23:52, Carlo Studente ha scritto:
> Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 21:36:03 UTC+2 Giorgio Bibbiani ha scritto:
>> Il 16/06/2021 18:55, Carlo Studente ha scritto:
>
>> Non ho capito cosa intendi, se il mattone striscia sul tavolo
>> e il tavolo esercita sul mattone una forza di attrito di modulo
>> Fa parallela allo spostamento di modulo Ds del mattone e avente
>> verso opposto, allora il lavoro della forza di attrito sarà
>> - Fa Ds, non c'è altro, è solo una definizione.
>
>
> Spero che Non si perda il filo del discorso sulla definizione della massa e di come "correggere" quelle pagine del testo: vorrei arrivare preparato a settebre ;-)
>
> Mi spiego meglio, porta pazienza ma la sintesi non è (ancora un mio dono), se segui il discorso magari mi dici se sbaglio qualcosa.
>
>
>
>
> Consideriamo un blocco (mattone) di massa M inizialmente in moto con velocità iniziale V, il blocco striscia su un tavolo orizzontale e, sottoposto alla forza di attrito radente dinamico di modulo FA, si ferma percorrendo un tratto S (spostamento del centro di massa). Supponiamo che durante questo tempo non ci siano scambi di calore con l'aria circostante (e non ci sia attrito viscoso) indico invece con Qbt il calore che passa dal blocco al tavolo; mi sembra logico supporre che sia il blocco a raggiungere temperatura un po più alta ( visto che via via viene in contatto con punti del tavolo non ancora "strisciati") quindi sarà Qbt>0. Ovviamente vale Qtb = -Qbt.
> La prima equazione da tener presente, come hai detto, è quella che deriva dall'integrazione del 2° principio della dinamica:
> (1) -FA*S = dKcm ( = -1/2MV^2 ) ; indicando con Kcm energia cinetica traslazionale, o del centro di massa, del blocco
> Considero la conservazione dell'energia nella forma
> dE=Q+L
>
> indicando con Q il calore entrante nel sistema e L il lavoro risultante compiuto dalle forze esterne sul sistema, con dE la variazione di energia del sistema, che suddivido in dEterm (variazione dell'energia termica) e dKcm .

Solo una questione nominale, meglio che "energia termica" sarebbe piuttosto "energia interna", che
appunto per definizione non comprende l'energia cinetica associata al moto macroscopico del corpo.

> Considero come sistema il blocco + il piano, questo è un sistema isolato per cui la conservazione dell'energia offre:
> (1) dEterm_b + dKcm + dEterm_t = 0 ; ( _b sta per blocco e _t per tavolo)
> Considero come sistema il blocco, la conservazione dell'energia offre:
>
> (2) dEterm_b + dKcm = LA_b + Qtb; avendo indicato con LA_b il lavoro delle forze di attrito sul blocco, che come vedremo non è uguale in generale a -Fa*S
> infine considero come sistema il tavolo, per lui la conservazione dell'energia offre:
> (3) dEterm_t = LA_t + Qbt
>
> si ricava LA_b + LA_t = 0 (il lavoro complessivo delle forze di attrito tra due superfici è sempre zero: perciò non modifica l'energia cinetica complessiva delle particelle, ma la "trasferisce" dal moto d'assieme al moto disordinato di agitazione termica)

Questo mi sembra non corretto, LA_t secondo me è nullo, il tavolo non si
muove e i punti di applicazione delle forze di attrito esercitate dal
blocco sul tavolo sono costantemente in quiete.

> ma soprattutto si ricava
> LA_b = dEterm_b - FA*S + Qbt
> che significa che |LA_b| < FA*S
>
> l'uguaglianza vale solo se si ammette che il blocco non si scaldi e che non ci sia scambio di calore, cioè se si ammette una cosa contraria alla realtà.
> Il "paradosso" si risolve se si smette di considerare il blocco come un corpo rigido.

Io vedo le cose in questo modo:
vale la prima (1) e -FA*S è _per definizione_ di lavoro meccanico
il lavoro della forza di attrito esercitata dal tavolo sul blocco,
vale anche la seconda (1) considerando il tavolo e il blocco come
un sistema fisico isolato per cui allora si applica la conservazione
dell'energia, vale la (3) considerando il tavolo come un sistema
termodinamico con LA_t posto nullo e non vale la (2) perché
è stata scritta mescolando 2 diversi _paradigmi incompatibili_,
della Meccanica e della Termodinamica, infatti quando in
Termodinamica si definisce il lavoro meccanico questo è
una modalità di scambio di energia che modifica solo il
valore dell'energia interna del sistema, non quella associata
a un suo moto macroscopico che invece non viene considerato,
cioè se scrivo (correttamente) che la somma della variazione
dell'energia interna e di quella associata a un moto macroscopico
di un dato sistema deve essere uguale all'energia E che l'ambiente
ha ceduto al sistema, però poi non posso più scomporre E
come somma di "lavoro" e "calore" perché questi come concetti
termodinamici si applicano solo a sistemi complessivamente
in quiete.

Giorgio Bibbiani

unread,
Jun 17, 2021, 12:18:03 PMJun 17
to
Il 17/06/2021 13:12, Carlo Studente ha scritto:
>
> Lo so che volevi dare un esempio di lavoro di una forza costante, purtroppo però la forza di attrito non è una forza applicata in un punto che si sposta quanto si sposta il centro di massa del blocco. Ne ho discusso anni fa qui con Tommaso Russo TS in un post (che non so ritrovare) in cui il Prof Fabri poneva delle questioni di termodinamica. Ti consiglio la lettura, fidati che sarà tempo ben speso, dell'articolo "Work and heat transfer in the presence of sliding friction" di Sherwood e Bernard 1984. Puoi trovarlo in pdf al link:
>
>
> https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi2jonvvp7xAhWN_rsIHfv7B58QFjACegQIEhAE&url=https%3A%2F%2Fbrucesherwood.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F06%2FFriction1984.pdf&usg=AOvVaw0UMheoM0fS8mSpNLKxM2L7

Grazie mille, me lo salvo anche se ora non mi sento di leggerlo
(che vorrebbe dire studiarlo...), però mi hai incuriosito e provo
a replicare, a parte, al tuo messaggio precedente sullo stesso argomento.
>
> Naturalmente mi guardo bene da fare queste considerazioni con gli alunni e in pratica salvo l'esempio che c'è su tutti i libri, sul calcolo del lavoro della forza di attrito radente come Fatt*spostamento_del_blocco, dicendo che questo calcolo vale solo se il blocco è perfettamente rigido e non ci sono scambi di calore, che è poi quello che dici tu affermando che non è un esercizio di termodinamica, però...si parlava di non propagare misconcetti ;-)

Mah, adesso mi hai messo la pulce nell'orecchio,
sono un po' dubbioso... (ed è bene, non male ;-).

Elio Fabri

unread,
Jun 19, 2021, 10:24:03 AMJun 19
to
Mi accorgo solo ora che la mia risposta a Furio l'ho mandata alui in
privato anziché al gruppo.
Mi scuso con lui e con tutti.
Ecoo la copia identica della risposta.

Furio Petrossi ha scritto:
> Ho iniziato il Corso di Laurea in Fisica nel '68.
> Nonostante i laboratori, devo dire che di strumenti di misura ne ho
> visti pochi.
Fin qui va bene, ma quello che segue non ha niente a che vedere con la
mia proposta.

N.B. Quello che sto per scrivere vale per praticamente tutti gli
interventi che ho letto: metto la risposta al tuo solo perché è
l'ultimo.

Il thread è nato da una richiesta di chiarimento di Carlo su certe
frasi che ha trovato in un libro di testo, a proposito della
definizione di massa.
Si è discusso di questo, poi Carlo ha presentato una sua possibile
traccia per l'introduzione del concetto di massa.
Io ho iniziato a scrivere la mia critica (che non è ancora finita) ma
negli altri interventi la discussione si è allargata, fino a perdere
di vista il filo iniziale.
Causando anche fraintendimenti, perché si sono prese mie frasi
dimenticando in che contesto le avevo scritte.

Accade anche nel post di Furio, perché la definizione operativa di
massa e tantomeno la questione generale della definizione operativa
non erano il tema del mio discorso (tra parentesi, io non mi considero
un operazionista, anzi sono piuttosto polemico con certo operazionismo
di molti fisici, che non di rado mostrano di non sapere di che cosa
stanno parlando).
Io segnalavo solo quanto sarebbe utile che i ragazzi al primo contatto
con la fisica fossero spinti a riflettere su quanti e quali strumenti
di misura usano correntemente, come differiscono sotto tanti
aspetti...
Molto più utile della famigerata "teoria degli errori".

Non mi può stupire che le discussioni in un NG procedano in modo
disordinato; anzi se questo accade è anche segno di vivacità, di
partecipazione.
Però mi lamento ugualmente: se stavamo discutendo delle idee di Carlo,
per favore restiamo al tema.
Se vengono idee diverse e collaterali e poi anche parecchio lontane,
il modo migliore per esporle è di aprire un nuovo thread.

In ogni caso io non interverrò: non perché quelle cose non
m'interessino, ma perché semplicemente non ce la faccio.
Il tema che ho detto sopra lo reputo più importante e preferisco
concentrarmi su quello,

--
Elio Fabri

Elio Fabri

unread,
Jun 20, 2021, 5:00:03 AMJun 20
to
Tento di riprendere il filo, anche se è passato un po' troppo tempo e
non ricordo gran che quello che volevo dire.

> Per avere un'idea più chiara di cos'è la massa dovremo "usarla" in
> relazione alle altre grandezze che introdurremo un po' alla volta.
Il programma è sensato, ma io proverei a partire dalla spontanea
identificazione massa=peso.
Più avanti darò qualche idea di come si potrebbe differenziarle.

> Utilizzeremo i termini massa e forza, prima nel campo della statica
Non credo che userai mai la massa in statica.

Trascrivo la parte relativa alla meccanica dall'allegato A alle
linee-guida 2010 per gli istituti tecnici, settore tecnologico.
Non perché lo ritenga un modello, ma se non altro perché questo si
troverà sui libri di testo.
======================================
Grandezze fisiche e loro dimensioni; unità di misura del sistema
internazionale; notazione scientifica e cifre significative.
Equilibrio in meccanica; forza; momento di una forza e di una coppia
di forze; pressione.
Campo gravitazionale; accelerazione di gravità; massa gravitazionale;
forza peso.
Moti del punto materiale; leggi della dinamica; massa inerziale;
impulso; quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento d'inerzia; momento
angolare.
Energia, lavoro, potenza; attrito e resistenza del mezzo.
Conservazione dell'energia meccanica e della quantità di moto in un
sistema isolato.
======================================

Salverei poco di quanto sopra, ma qualcosa si può.
Lasciamo perdere il discorso delle dimensioni che dagazzi di quell'età
non possono capire.
Quanto alle unità di misura procederei per gradi, comcinciando con
quelle di lunghezza e tempo.
Farei riflettere su quali e quante ne conoscono e aggiungerei le
moltissime che non conoscono, o perché defunte da tempo, o perché in
uso in luoghi lontani.
Discorsino a parte per le misure "inglesi" (yarda, piede, pollice,
linea) per farne vedere la scomodità e al tempo stesso che siamo
costretti a conoscerle perché non sono ancora tramontate, neppure in
USA: che cosa sono i mph? I tubi anche qui si misurano ancora in
pollici e frazioni...
La storia del sistema metrico decimale (rivoluzione francese) e la sua
lenta adozione.
L'utilità (necessità) di adottare unità comuni per le attività
pratiche, in un mondo globalizzato.
La storia di quello sbarco su Marte fallito per una confusione sulle
unità di lunghezza (non me la ricordo di preciso, cercala perché credo
che sia un esempio estremo ma efficace e che interesserà i ragazzi).

L'unità di tempo si legherebbe strettamente a un discorso sulla
metrologia del tempo.
Lascia stare la relatività, ma il problema di come si può sapere se un
orologio è migliore di un altro è importante.
(La storiella di Zanzibar?)
Alla fine, il secondo è definito basandolo su una classe di orologi -
i migliori che i fisici sanno realizzare - di cui esistono esemplari
in tutte le parti del mondo, che vengono continuamente confrontati tra
loro.

Non mi dispiacerebbe far capire ai ragazzi che l'impresa scientifica è
- ed è sempre stata - una collaborazione fra persone anche lontane tra
loro, che riuscivano a comunicare perfino quando i loro Paesi erano in
guerra.
C'è un esempio vicino a noi. Galileo pubblica il Dialogo mentre in
Europa è in corso la Guerra dei trent'anni, e parlando di comete si
basa sulle osservazioni fatte da astronomi di varie parti d'Europa, con
cui si scrivevano.
Non sarebbbe male far vedere quella pagina, coi nomi degli astronomi,
aggiungendoci dove vivevano e cercandoli su una carta geografica.
Allora non c'era internet, non c'era radio, telefono: c'era solo la
posta di carta, portata da carrozze a cavalli: giorni e giorni di
viaggio.
Eppure quelli riuscivano a scambiarsi idee, a collaborare.
Scusa se ho insistito, ma queste cose mi appassionano ancora.

A differenza del secondo, che non si vede e non si tocca, il metro si
può materializzare in oggetti tangibili (i vari tipi di metri di uso
pratico).
Sì, ma quando serve di essere precisi bisogna sapere di quali ci si
può fidare di più.
La prima definizione della Convention Nationale (1793): la
decimilionesina parte di un quarto di meridiano.
La motivazione politica: la Terra è la nostra casa comune, è bene che
l'unità di base non privilegi nessuno e appartenga a tutti.
La necessità pratica di conservare dei campioni, ecc.

Come vedi nelle linee guida l'approccio parte dalla statica. Non è
certo originale e forse il difetto principale è di essere !noioso": le
cose che si muovono sono più interessanti di quelle che stanno ferme
:-)
Però, sempre per quell'età, mi pare preferibile a un approccio che
vorrebbe partire dalla massa e dalla distinzione peso/massa.
Una difficoltà nel partire dalla statica, quindi dalle forze, è che se
si vuole usare il SI bisogna definire il newton, il che è impossibile
senza la dinamica.
Il vantaggio lo vedo invece nel fatto che permette una prima indagine
sulla natura fisica delle forze, ossia sui diversi tipi di forza:
gravità, forze elastiche ...

Una mancanza che mi pare grave è la cinematica.
Ho già parlato di grafici per lo studio semiquantitativo delle gare di
corsa.
E' quasi inevitabile affrontare le prime astrazioni, a cominciare dal
moto uniforme e relative leggi quantitative.
Forse ci si può chiedere: si trova in natura il moto uniforme?
E magari rispondere con Galileo che quello è il moto naturale dei
corpi isolati, per es. sonde spaziali lontanissime da altri corpi.
(Fare l'esempio dei Voyager? Non ho calcolato l'accelerazione che
hanno a causa del Sole, ma si potrebbe provare a dimenticalra, almeno
come primo passo. la velocità è nota.)

Avrai capito che su tutto questo sono molto incerto.
Sono combattuto tra quello che vorrei: un approccio del tutto
svincolato da linee guida, tesi e compagnia brutta; e il richiamo
della realtà che per tante ragioni rende utopistico un tale programma.

Sulla statica non ho detto niente, ma il modo tradizionale di
trattarla non mi piace affatto.
Della dinamica non vorrei parlare ora, ma non mi pare si debba
trascurare la scoperta di Galileo sulla caduta dei gravi.
Nota che G. non sa la dinamica: non introduce il concetto di forza,
neppure si sogna la seconda legge.

Però fa un'operazione molto moderna: introduce il moto uniformemente
accelerato cone pura astrazione matenatica, e ne ricava le leggi.
Poi si chiede: il moto di un corpo che cade di che tipo è?
E dice chiaro che questo è un problema diverso, che richiede uno
studio sperimentale.
Fa seguire la descrizione degli esperimenti col piano inclinato, e la
conclusione: gli esperimenti dimostrano che i corpi cadono appunto con
accel. costante (la stessa per tutti, per di più).
Quindi non suggerisco di trattare l'argomento come dinamica, ma
neppure solo come cinematica.
Riassumo: il moto unif. accelerato si può studiare come cosa del
"mondo di carta", senza relazione col mondo reale.
Poi ci si può chiedere se esista in natura qualcosa del genere.
Risposta: sì, l'ha scoperto G. 400 anni fa.
Enunciamo la legge: tutti i gravi cadono con la stessa accel. che vale
all'incirca 9.81 m/s^2.
Questa *non è dinamica*, ma è pur sempre fisica del mondo reale, che è
utile conoscere, anche dal punto di vista pratico.

Nota che oggi disponiamo di mezzi molto superiori a quelli di G.
Per es. può bastare uno smartphone con opportune app per fare misure
migliori di quelle che poteva fare G.
Purtroppo non ti posso consigliare, perché non ho nessuna esperienza
in materia, ma nn ti mancherà il modo di trovare informazioni, già in
questo NG.
--
Elio Fabri

Alberto Rasà

unread,
Jun 20, 2021, 6:45:02 AMJun 20
to
Il giorno mercoledì 16 giugno 2021 alle 10:42:02 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
> Carlo Studente ha scritto:
>

[Breve riassunto: Carlo intende affermare a lezione che la massa, cincetto appena intridotto, non varia con l'altezza, Elio Fabri gli chiede come li dimostrerebbe].
>
> > Comunque, porto in montagna il corpo X, la bilancia a bracci uguali
> > e i campioni di misura, faccio la misura e trovo che la massa di X è
> > la stessa.
> Non insisto perché è gia intervenuto Alberto.
>

[Qui avevo risposto a Carlo che se le masse variano tutte nello stesso modo, quella misura non rivela nulla; gli ho scritto allora: "Hint: harmonic motion in an horizantal plane"]
>
> Anche se il suo metodo ha un difetto: richiede la dinamica.
>
Senza dinamica?

Se si pesa con una bilancia ad un piatto (del tipo: dinamometro) nessuno mi assicura che eventuali variazioni non possano essere attribuibili a g, o che eventuali _non_ variazioni non possano essere attribuibili al fatto che varino sia m che g in modo inv. prop.



Mi viene in mente allora che si può ad es misurare il calore necessario a riscaldare il campione fino ad una T definita oppure, invece di misurare il calore, misurare il volume di ghiaccio che riesce a fondere, dopo aver provato sperimentalmente che tale calore (o volume di ghiaccio fuso in H_2O liquida) è proporzionale alla massa, fissata l'altezza. Ma tutto ciò presuppone di introdurre tutta una serue di nuovi concetti e di considerazioni.
Ciao.

--
Wakinian Tanka

Carlo Studente

unread,
Jun 20, 2021, 9:55:03 AMJun 20