Problema forza apparente

**turik** · 24-05-2021, 03:51

Sono rimasto colpito dalle varie discussioni sulla forza apparente, quindi vorrei proporre un semplice problema che dovrebbe riguardare il fulcro della disputa (esiste/non esiste):

Ci sono due Omini all'interno di un autobus:
- Omino A che ha massa 50kg;
- Omino B che ha massa 100kg;

Entrambi gli Omini viaggiano assieme all'autobus a velocità costante di 60km/h (sistema inerziale)

Ogni Omino è appoggiato all'estremità anteriore dell'autobus con un cuscino foam (di quelli che mantengono la forma impressa) per attutire eventuali colpi da frenata.

Improvvisamente l'autobus frena facendo decelerare lo stesso di un tot di m/s^2 (non importa quanto), per questo motivo il sistema di riferimento autobus diventa "NON" inerziale.

Ne consegue che entrambi gli Omini sprofonderanno nei rispettivi cuscini di una certa profondità, ma l'Omino B (100kg) sprofonderà maggiormente rispetto all'Omino A (50kg), supponiamo del doppio, per via della maggiore massa.

Le stessa cosa verrà percepita anche da un osservatore ESTRENO fermo in un sistema di riferimento INERZIALE, e quindi anche lui percepirà visivamente la diversa Forza che fa sprofondare diversamente i due Omini in base alla loro massa.

Questo significa che entrambi gli omini subiranno la stessa accelerazione (contraria alla frenata/decelerazione dell'autobus) ma una Forza diversa proporzionale alla propria massa, nel rispetto del 2° principio della dinamica.

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

Grazie.

**Mulder** · 24-05-2021, 07:06

Stando alla tua domanda, il fatto non è se per l'osservatore esterno esista o non esista, ma come la percepisce; dal suo punto di vista vedrà applicate due forze di spinta ben diverse per poter imprimere la stessa accelerazione sia all'omino da 50kg che a quello da 100kg. Mentre per gli omini serviranno due attriti differenti per frenarli.

Ps.
Provo a spiegarmi in base a come ho inteso una "forza fittizia":
Esiste, certo che esiste, ma varia in base al sistema di riferimento, quella che per me è accelerazione continua per te è forza centrifuga, e per l'altro è staticismo.

**Albertus** · 24-05-2021, 13:44

Originariamente Scritto da turik

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

vale il solito discorso
un conto è il linguaggio di tutti i giorni un conto è il linguaggio della fisica
Tutti noi abbiamo sperimentato la forza centrifuga o la spinta in automobile o in auto bus in fase di accelerazione
Ci viene naturali chiamarle forze

le leggi della dinamica e in particolare l'equazione F = ma valgono solo per osservatori inerziali
in questo contesto la forza F è la risultante delle sole forze reali
l'equazione può essere estesa anche a sistemi non inerziali a condizione che alla forze reali si aggiungano delle forze fittizie o apparenti
vengo alla domanda
la forza apparente si manifesta realmente come una qualunque forza reale ?
Negativo
Se ti interessi di relatività avrai sicuramente letto il seguente esempio
un astronave parte con un'accelerazione costante pari a g = 9.81 m/sec^2
Gli astronauti all'interno dell'astronave sentono il proprio peso (quasi) come quando erano sulla terra anche se l'astronave si trova nello spazio profondo
Passano generazioni, la memoria svanisce, i pronipoti degli astronauti credono che per qualche motivo il pavimento dell'astronave ha il potere di attirare a se tutti gli oggetti dell'astronave....finche arriva un Einstein che gli spiega come stanno le cose

qual'è la differenza tra forze reali e apparenti

a) le forze reali imprimono accelerazioni diverse a oggetti di massa diversa
b) le forze fittizie imprimono la stessa accelerazione a oggetti di massa diversa

**turik** · 24-05-2021, 15:27

Originariamente Scritto da Mulder

Stando alla tua domanda, il fatto non è se per l'osservatore esterno esista o non esista, ma come la percepisce; dal suo punto di vista vedrà applicate due forze di spinta ben diverse per poter imprimere la stessa accelerazione sia all'omino da 50kg che a quello da 100kg. Mentre per gli omini serviranno due attriti differenti per frenarli.

Ps.
Provo a spiegarmi in base a come ho inteso una "forza fittizia":
Esiste, certo che esiste, ma varia in base al sistema di riferimento, quella che per me è accelerazione continua per te è forza centrifuga, e per l'altro è staticismo.

Quale attrito diverso intendi? sono i medesimi cuscini che si oppongono alla frenata, e la reazione è la stessa sia per l'osservatore non inerziale che per quello inerziale.
Se la forza fittizia esiste, ma secondo te varia, in cosa nello specifico "varia" , se entrambi i sistemi vedono la stessa cosa? l'esempio è fatto apposta per evidenziare proprio questo aspetto.

Comunque grazie per la risposta.

**Red Hanuman** · 24-05-2021, 19:55

Originariamente Scritto da turik

Sono rimasto colpito dalle varie discussioni sulla forza apparente, quindi vorrei proporre un semplice problema che dovrebbe riguardare il fulcro della disputa (esiste/non esiste):

Ci sono due Omini all'interno di un autobus:
- Omino A che ha massa 50kg;
- Omino B che ha massa 100kg;

Entrambi gli Omini viaggiano assieme all'autobus a velocità costante di 60km/h (sistema inerziale)

Ogni Omino è appoggiato all'estremità anteriore dell'autobus con un cuscino foam (di quelli che mantengono la forma impressa) per attutire eventuali colpi da frenata.

Improvvisamente l'autobus frena facendo decelerare lo stesso di un tot di m/s^2 (non importa quanto), per questo motivo il sistema di riferimento autobus diventa "NON" inerziale.

Ne consegue che entrambi gli Omini sprofonderanno nei rispettivi cuscini di una certa profondità, ma l'Omino B (100kg) sprofonderà maggiormente rispetto all'Omino A (50kg), supponiamo del doppio, per via della maggiore massa.

Mmm... A me risulta che, se l'autobus frena, gli omini si sentono spinti in avanti... A meno che non mi ricordi male...

Le stessa cosa verrà percepita anche da un osservatore ESTRENO fermo in un sistema di riferimento INERZIALE, e quindi anche lui percepirà visivamente la diversa Forza che fa sprofondare diversamente i due Omini in base alla loro massa.

Sicuro? A me risulta che l'osservatore esterno in un sistema inerziale non percepisce alcuna forza agente sui due omini, che tendono ad andare in avanti per via del principio d'inerzia. L'osservatore esterno nel sistema inerziale potrà spiegare tutto in termini di interazioni fisiche (principalmente l'attrito che agisce sui freni e sugli altri corpi in conseguenza) e di inerzia. Non ha bisogno di altro...

Questo significa che entrambi gli omini subiranno la stessa accelerazione (contraria alla frenata/decelerazione dell'autobus) ma una Forza diversa proporzionale alla propria massa, nel rispetto del 2° principio della dinamica.

Concludendo la domanda è:
La cosiddetta forza "apparente", si manifesta realmente come una qualunque forza reale, in quanto esistono effetti reali osservati da entrambi i sistemi di riferimento, oppure può essere ritenuta comunque apparente e quindi uno dei due Osservatori può ignorarla e/o non percepirla (nel caso specifico l'osservatore inerziale)?

Grazie.

Adesso ne parliamo.

**Red Hanuman** · 24-05-2021, 20:27

Allora... Queste discussioni sulle forze fittizie o inerziali hanno un po' stufato...

Parliamoci chiaro: le forze fittizie o apparenti sono inserite in sistemi non inerziali per spiegare effetti misurabili che, in assenza, sono inspiegabili.

In ultima istanza sono tutte forze che non presuppongono una interazione fisica di qualche genere e che sorgono, per così dire "dal nulla".

Sono anche forze legate alla massa, perchè dovute a qualche tipo di accelerazione (F= m*a) e le distinguiamo in forze di accelerazione, forze di Coriolis e forze centrifughe.

In questo senso, anche la gravità può essere intesa come una forza fittizia, in quanto nella RG è dovuta alla curvatura dello spazio - tempo e non ad una interazione tra le masse.
Prova ne sia che non possiamo matematicamente distinguere la gravità dagli effetti di una accelerazione (vedi esperimento dell'ascensore di Einstein).

Duque, le forze apparenti sono necessarie nei sistemi non inerziali per spiegare quanto accade, mentre sono assolutamente superflue nei sistemi inerziali.

Se ne deduce che, essendo tutte le altre forze dovute a interazioni tra i corpi ed esistenti indipendentemente dal sistema di riferimento scelto, le forze fittizie sono perfettamente distinguibili dalle forze reali e sono fittizie in senso proprio.

**turik** · 24-05-2021, 20:32

Intanto ti ringrazio Red,