Il 04/04/21 10:08, condor pasa1 ha scritto:
> Il giorno sabato 3 aprile 2021 alle 21:24:02 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
....
>> Per vedere se hai capito, ti propongo un quiz, tipo "cerca l'intruso".
>>
>> Tra le seguenti leggi della fisica, quale ha un ruolo del tutto
>> diverso dalle altre?
>> 1) la legge di Coulomb F = q1*q2/(4*pi*eps_0*r^2)
>> 2) la legge di Hooke F = -kx
>> 3) la legge di resistenza viscosa F = -kv
>> 4) la seconda legge della dinamica F = ma
>> 5) la legge di gravitazione F = G*M1*M2/r^2
>> 6) La legge di Lorentz F = q*(E + v x B)
>> (qui x sta per prodotto vettore).
>>
....
> Apparentemente sembra che tutte le formule servano a trovare una forza F
> (come dire?) non so esprimermi, una forza -attiva- .
> La formula (3) invece mi sembra che esprima una F -passiva-, una resistenza appunto
> e forse questa formula è l'intruso di cui lei parlava.
Vorrei ampliare le risposte di Giorgio Bibiani e tucboro.
Fammi cominciare da quella che è evidentemente una concezione sbagliata
(non sei il solo ad averla). E cioè che le forze di attrito abbiano un
aspetto "passivo" rispetto ad altre "attive".
Dietro (probabilmente a livello subliminale) c'e' un po' l'idea che
alcune forze (attive?) aumentino il modulo della velocità ("accelerino")
ed altre (passive?) lo diminuiscano ("decelerino"). Può avere un
aggancio con il linguaggio comune, ma non funziona in fisica. Basti
pensare alla forza di gravità. La facciamo diventare "attiva" o
"passiva" a seconda se lanciamo un sasso verso l'altro o verso il
basso? E se poi la forza non fa variare il modulo della velocità ma solo
la sua direzione (il caso di un campo magnetico uniforme e una carica in
moto con velocità non allineata al campo)?
La fisica newtoniana funziona diversamente. Accelerazione è ogni
variazione nel tempo del vettore velocità (come vettore, quindi anche
solo per la direzione). E la relazione tra accelerazione e forza è a=F/m.
La lista di Elio presenta diverse formule che danno l'espressione della
forza come funzione della posizione e/o velocità del corpo.
Da questo punto di vista F = m a sembrerebbe appartenere alla stessa
famiglia, a parte il far comparire l'accelerazione.
Aggiungo che, ad aumentare la confusione potrebbe contribuire una
vecchia storia, mai chiaramente sistemata nelle presentazioni didattiche
della dinamica, secondo cui F = ma definirebbe la forza in termini di
massa ed accelerazione.
Non mi addentro su questo terreno, sia perché è complesso, sia perché
non permette di arrivare al punto rapidamente.
Il punto è che per *utilizzare* in modo non tautologico F=ma il ruolo
dei due membri non è simmetrico e quindi come prima cosa è meglio
scrivere la formula come a = F/m.
Quello che c'è a destra è un'espressione generale contenente una non
precisata forza (più la massa) che, se nota come funzione di posizione,
velocità è tempo (in generale, in casi particolari anche solo parte di
queste variabili), permette di ricavare l'accelerazione a qualsiasi
istante. Dall'accelerazione e dai dati iniziali (posizione e velocità)
si può ricavare tutto sull' evoluzione temporale di posizione e velocità.
Quindi, a =F/m è una specie di "schema generale" per qualsiasi moto,
secondo Newton. I casi particolari richiedono di esplicitare F come
funzione di posizione e/o velocità e/o tempo. (Più eventuali parametri
fisici come cariche, coefficienti di vario tipo, costanti, etc).
Ecco in che senso F=ma è l' "intruso" in una lista che contiene
espressioni di leggi di forza diverse, ciascuna correttamente scritta
come funzione delle variabili sopra indicate. Le leggi di forza + (a =
F/m e dati iniziali) permettono di ricavare il moto. a = F/m da sola no.
A meno che qualcuno non sia in grado di passarmi i valori di F ad ogni
istante senza passare per posizione e velocità. Cosa che normalmente non è.
Giorgio