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qui si può discutere di qualsiasi argomento (legato al corso di Fisica Generale I). Il blog è moderato.

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65 commenti

  1. In attesa che circa 30 persone ancora mancanti partecipino al questionario che ho proposto lunedì, comunico che nella sezione “esercizi e problemi” del sito ho caricato due schede di auto-valutazione sui primi argomenti trattati. Consiglio di provare a svolgere gli esercizi – le soluzioni verranno rese disponibili tra qualche giorno.

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  2. nella lavagnata di oggi ho riportato l’esercizio di oggi (moto uniformemente vario) cambiando le condizioni iniziali (coordinata non nulla, velocità zero a t=0). Controllate che vi torni tutto. Inoltre ho aggiunto un altro esercizio che obbliga a considerare un t0 (istante iniziale) non nullo. Anche qui, provate a rifarlo e vedete se è tutto OK.

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  3. Salve, chiedo scusa per il disturbo, avevo alcune domande riguardo all’ultimo argomento di fisica
    1. Nella trattazione della regola di Poisson, non ho capito come siamo arrivati a dire che delta û≈delta teta * û perpendicolare.
    2. In casi come lo studio di un moto piano curvo in rappresentazione (pagina 4 della lavagnata), nel disegno c’é un modo preciso per orientare il vettore accelerazione? (Chiedo perché i vettori accelerazione radiale, trasversale, normale e tangenziale sono orientati in modo preciso, es. tangenziale alla traiettoria; ma se vogliamo disegnare il vettore accelerazione a partire dalla scomposizione radiale+traversale /tangenziale+normale, non otteniamo due vettori con orientazione diversa a partire dai due casi diversi?)
    3. Non ho capito molto quale sia concretamente la differenza tra accelerazione radiale e traversale, visto che, per esempio, l’accelerazione trasversale é “influenzata” sia dalla velocità radiale che da quella trasversale (come indicato dal “notare molto bene” a pagina 4). Nel senso, c’é una differenza chiara fra ció che indicano (come nel caso di velocità radiale che indica l’allontanamento dall’origine e quella trasversale che indica la rapidità di rotazione intorno a O) oppure la differenza sta “solo” nell’orientazione?
    Non so se mi sia spiegata bene, grazie mille comunque per la disponibilità

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    1. (1) puoi usare la dimostrazione che avevo fatto per l’accelerazione normale, con il triangolo isoscele che ha gli angoli alla base che tendono a pi/2 quando l’intervallo di tempo va a zero. E’ esattamente lo stesso ragionamento anche per i versori, quindi vale la stessa dimostrazione;
      (2) non sono sicuro di avere capito bene la tua domanda, comunque le due scomposizioni (intrinseca e polare) dell’accelerazione danno, in generale e necessariamente, componenti differenti (tangente e normale la prima, radiale e trasversale la seconda). Però il vettore accelerazione è sempre quello per cui le somme vettoriali dei due componenti devono sempre dare lo stesso risultato a prescindere dalla scomposizione adottata. Ovviamente i componenti nelle due rappresentazioni hanno significato fisico differente ma sono “solo” scomposizioni differenti;
      (3) beh, nel caso dell’accelerazione radiale il significato è proprio quello di descrivere due effetti in questa direzione, se ci sono: il primo è r doppio punto che racconta eventuali variazioni della velocità nella direzione radiale (e questo è un contributo radiale all’accelerazione), il secondo è (meno) erre theta punto al quadrato che è dovuto alla percorrenza in senso non radiale della traiettoria (se c’è): insomma, se il punto ruota ha accelerazione “centripeta” e dunque questo è un altro contributo all’accelerazione radiale; nel caso trasversale il termine r theta doppio punto è “naturale”, nel senso che spiega eventuali accelerazioni di origine angolare (ci sono se cambia la velocità angolare, come abbiamo visto anche in altri esempi) mentre il termine 2 x erre punto x theta punto c’è perché … sì. Nel senso che la struttura matematica della scomposizione polare ne richiede l’esistenza formale. Fisicamente racconta un’accelerazione trasversale se e solo se il punto sta contemporaneamente cambiando la sua posizione radiale (distanza dal centro) ma anche ruotando attorno al centro stesso. Il termine deriva, come dicevo a lezione e come è commentato nella lavagnata, dalle due variazioni temporali sia di v_r che di v_theta.

      Spero di avere chiarito un po’ e risposto alle tue domande!

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  4. Buongiorno, ho una domanda riguardo l’esercizio 1 della scheda sui moti relativi che mi è sorta durante lo svolgimento.
    Al termine dell’esercizio mi ritrovo con l’espressione (1.0) dell’accelerazione totale rispetto al suolo, all’interno della quale si individua l’accelerazione di Coriolis e quella centripeta che operano sulla persona che cammina. In particolare l’accelerazione di Coriolis opera tangenzialmente (v_t := versore tangente), alterando la velocità tangenziale della persona  per il fatto che si sta allontanando dal centro aumentando il proprio raggio. Eppure quando vado a riprendere l ‘espressione (1.1) della velocità totale rispetto al suolo (dalla quale ho ricavato, derivando, la (1.0) ) ho un componente radiale della velocità e uno tangenziale che varia nel tempo. Manipolando però quest’ultimo (1.2) ottengo che la legge con la quale il suo modulo aumenta  e ½ l’accelerazione di Coriolis moltiplicata t e non capisco come mai ci sia ½ , dato che sulla tangente sta operando tutta l’accelerazione di Coriolis e non una parte. Le volevo dunque chiedere se si tratti di un errore di calcolo oppure se sto dando una interpretazione sbagliata dei risultati e che in realtà non vi è contraddizione. Grazie in anticipo della risposta e buona giornata.

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  5. perché sbagli nel calcolare la derivata rispetto al tempo di v radiale: il suo versore visto nel riferimento “fisso” ruota e dunque dà l’altro “pezzo” di accelerazione complementare. Esattamente come abbiamo fatto nella derivazione generale della relazione di trasformazione tra Oxy e O’x’y’ dell’accelerazione nelle lavagnate. Poi, se vuoi, e solo in questo esercizio, la velocità tangenziale la puoi scrivere come hai fatto (metà accelerazione complementare – non di Coriolis – per il tempo).

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  6. Qui trovate il testo di due problemi di cinematica del punto che consiglio vivamente di risolvere con molta attenzione. Pubblicherò la soluzione tra un po’ di tempo ma, nel frattempo, se ci sono difficoltà fatevi sentire.

    I problemi sono da considerarsi “di riepilogo” per la parte di cinematica per cui è importante che siate in grado di risolverli in ogni dettaglio!

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  7. Salve scusi il disturbo ma le volevo chiedere perché, nell’ultimo esempio della lavagnata (23/10) con l’oscillatore armonico, nella legge oraria della posizione con le condizioni particolari xi=/0 e vi=0 abbiamo usato il coseno mentre nell’esempio precedente con condizioni iniziali x(t=0)=xi e v(t=0)=vi nella legge oraria della posizione abbiamo usato il seno. Grazie mille

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  8. Buonasera, sulla lavagnata di oggi la forza esercitata da m2 su m1 la chiamiamo F12 mentre la forza esercitata da m1 su m2 la chiamiamo F21. Successivamente chiamiamo la forza esercitata dal Sole sull pianeta Fsp, non sarebbe più corretto chiamarla Fps?

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  9. Buonasera, sulla lavagnata del 5/11 avevo un dubbio riguardo al lavoro su un tratto generico AB quando consideriamo la forza peso: il lavoro non dovrebbe essere positivo quando si scende e negativo quando si sale? In quanto se yA > yB ottengo che la loro differenza è positiva e dunque dovrebbe esserlo anche il lavoro.

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        1. OK, se non specifichi faccio fatica ad aiutare. Comunque ho fatto esattamente questo esempio a lezione parlando di saldatura in ambiente inerte, ricordi? Come vedi nella risposta accenno proprio a questa cosa. Dove non ti torna? Valori grandi a piacere vuol dire … solo questo! Al limite tendente a “infinito”.

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  10. Buon pomeriggio, avevo una domanda sul punto “e” del secondo esercizio della scheda di cinematica; la traiettoria del robottino si può ottenere mettendo r in funzione dell’angolo (e in tal caso verrebbe una sorta di spirale che si allarga molto velocemente?) oppure va ricavata in altri modi? Grazie mille

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    1. in realtà al punto (e) si chiede di disegnare e non di calcolare la traiettoria. Certamente la si può scrivere subito come r(theta)=r0*exp(theta) visto che è proprio definita in questo modo. Immagino comunque che avrai visto anche la soluzione che ho pubblicato su telegram.

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  11. Ho capito (meglio tardi che mai) le vostre domande relative alla relazione che permette di calcolare il lavoro della forza elastica di una molla che viene compressa. L’espressione sulla lavagnata è ottenuta (come da disegno) a partire dalla posizione di riposo della molla. Quindi, in questo caso è W=-(k/2)(xB-xA)^2 se xB è la posizione “finale” e xA è quella “iniziale” (di riposo). Altrimenti l’espressione corretta è – come mi pare di capire anche voi avete ottenuto – (k/2)[(xB-x0)^2-(xA-x0)^2] se x0 è la lunghezza a riposo e xA, xB sono lunghezze generiche.
    Mi spiace se non è risultato chiaro dal contesto e grazie per avermi segnalato questa confusione!

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  12. Buonasera, avrei una domanda sulla lezione di oggi. Il teorema delle forze vive fornisce il valore del lavoro in funzione di quantità di moto finale e iniziale e della massa, e non del percorso compiuto dal corpo. Com’ è possibile, allora, che il lavoro dipenda dal cammino come specificato parlando dei campi di forza? Grazie mille

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    1. Se cambi percorso, in generale cambia anche il lavoro e quindi anche la variazione di energia cinetica associata. Quello che dice il teorema è che fissato un dato cammino allora il lavoro per QUEL cammino è pari alla variazione di Ek, non che il lavoro non dipenda dal percorso.

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  13. Buonasera ho una domanda sulla lezione di oggi. Abbiamo detto che F è un campo conservativo quando il lavoro non dipende dal cammino. Quindi che se F è costante F è conservativa, ma la cosa non vale nel senso opposto, se F è conservativa non per forza F è costante. Quindi non riesco a capire, per avere un campo di forza conservativo F deve essere costante per forza oppure no? Perché in caso non avrebbe senso dire che il campo è conservativo quando il lavoro non dipende dal cammino perché per essere vera questa cosa F deve essere per forza costante o no?

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    1. Se una forza è costante allora è conservativa (e il lavoro non dipende dal cammino). Se una forza è conservativa NON è detto che sia constante e comunque il lavoro non dipende dal cammino.

      La definizione è quella che ho dato a lezione e riportato sulle lavagnate: una forza è conservativa quando il lavoro non dipende dal cammino. Se poi, come caso particolare, la forza dovesse essere costante, allora abbiamo dimostrato che è conservativa. E dunque, ancora, il lavoro non dipende dal cammino.

      Ma ci sono forze NON costanti che sono conservative. Per le quali il lavoro NON dipende dal cammino.

      Quindi: NON OCCORRE che la forza debba essere costante perché il lavoro non dipenda dal cammino. DEVE ESSERE CONSERVATIVA e basta.

      Pensa bene e riguarda gli esempi che abbiamo fatto. Domani ne aggiungiamo altri.

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  14. Buonasera,
    ho due domande riguardo ad alcune considerazioni (che riporto qui sotto) fatte durante la lezione del 12/11:

    1. Non mi è chiaro come mai sia meglio dire che è la “non esattezza” di δW, piuttosto che l’esattezza del differenziale dV, a permetterci di calcolare l’integrale di cammino come un qualunque integrale.
      Infatti, genericamente, se abbiamo l’integrale di cammino di δW (nel quale δW è sempre “inesatto”, o almeno così credo di aver capito), W non può essere calcolato come un integrale qualunque, tranne nel caso particolare in cui δW = dV, situazione nella quale è proprio l’esattezza di dV che ci permette di calcolarlo come un integrale ordinario.
    2. Mi è chiaro che l’integrale di cammino di δW, in generale, non rappresenta la variazione di qualcosa, e che solo nel caso di studio di un campo di forze conservativo che il lavoro si può calcolare come differenza di valori. Quello che non capisco è come questo si concili con il Teorema delle forze vive. Riconosco infatti che vi è una profonda differenza tra il potenziale del campo di forze F e l’energia cinetica (il primo dipende solo dalla posizione nella quale si trova il corpo, mentre la seconda dipende dalla sua velocità ). Tuttavia il teorema non afferma proprio che il lavoro W possa essere calcolato come differenza di due valori, cioè ΔEk?

    Grazie in anticipo per la risposta e buona serata.

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    1. Un differenziale esatto è – per definizione – sempre integrabile. Quello che intendevo affermare con la mia breve frase è solo che un criterio per l’integrabilità del lavoro elementare (che è sempre non-esatto a priori) è che esso sia esprimibile come il differenziale del potenziale, tutto qui.

      Per quanto riguarda la seconda domanda avevo risposto su questo stesso blog 4 giorni fa, non ti torna? Avevo spiegato che il teorema energia cinetica – lavoro dice che, una volta scelto un cammino, il lavoro si esprime come la differenza dei valori dell’energia cinetica. Se però il campo non è conservativo, al cambiare del cammino (con pari estremi) il lavoro – e dunque anche la variazione di energia cinetica – sono differenti.

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  15. Buonasera,

    ho una domanda sulle derivate parziali. Abbiamo detto che differiscono dalle derivate usate finora perché in queste seconde dobbiamo derivare solo in una variabile, ovvero quella al “denominatore” e considerare le altre come costanti. Quello che non capisco è la necessità di introdurre una notazione diversa in quanto anche quando si usa la “d” si deriva tenendo conto solo di quella variabile. Infatti quando calcoliamo d/dt (v0+at) stiamo derivando rispetto al tempo assumendo che le altre variabili (ad esempio v0) siano costanti, ma, anche se completamente senza senso, non vedo cosa possa esserci di sbagliato nel scrivere d/dv0 (v0+at)

    grazie mille

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    1. ti sei risposto da solo, in realtà: ha senso, certo, scrivere d/dv0 SE la variabile è v0. Ma v0 nel tuo esempio non è una variabile, è un numero. Quindi in effetti non ha senso la scrittura che proponi. Invece, nel caso delle derivate parziali, SIA x CHE y sono variabili e dunque è ESSENZIALE specificare rispetto quale delle due stiamo derivando, perché entrambe possono cambiare. La notazione della derivata parziale serve proprio a evidenziare questa cosa. Comunque non ne fate una questione di massima importanza in questo momento: avrete modo di sbizzarrirvi nei corsi di analisi N con N>1. Per ora vi basti sapere che per ottenere Fx dovete derivare PARZIALMENTE V(x,y,z) rispetto solo x e così via.

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  16. Buonasera avrei una domanda riguardo la lezione del 17/11: abbiamo deciso di scrivere dV attraverso le derivate parziali (e quindi come prodotto interno tra il gradiente di V e dr), ma non ho ben compreso il modo in cui siamo arrivati a questa sostituzione che ci ha portato poi a definire la relazione tra il campo di forze e l’energia potenziale.

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    1. Non sono sicuro di poterti aiutare perché non ho capito esattamente cosa non hai capito … 🙂

      la scrittura dV come prodotto del gradiente di V per il vettore dr è conseguenza dell’aver trattato linearmente gli effetti delle variazioni indipendenti di x e di y sulla funzione V (che funziona esattamente per variazioni infinitesime). Proprio come si fa per una funzione f(x) solamente di x, per la quale df=f'(x)dx. Se ci sono due variabili si separano le variazioni (prima si varia x con y costante e poi viceversa). Da qui la formuletta dV=(dV/dx)dx+(dV/dy)dy con dV/dx e dV/dy derivate parziali. Poi abbiamo semplicemente riconosciuto nel prodotto scalare che fornisce dV anche il lavoro elementare (per definizione) nella forma Fx dx+Fy dy da cui Fx=dV/dx e Fy=dV/dy cioè il campo vettoriale di forza è il gradiente del potenziale.
      Era questo?

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  17. Buonasera, avrei un dubbio riguardo alla lezione di oggi.

    Nel esercizio del calcolo della quota d’arresto, abbiamo confrontato la quota raggiunta considerando solo la forza peso e quella invece considerando la forza gravitazionale. Siamo arrivati a dire che se h0max = Rt, allora hmax tende all’infinito. Questo mi torna nei conti ma non ho capito bene come fa h0max ad essere uguale al raggio terrestre, perche vorrebbe dire che la massa non fa alcun moto, che mi sembra contraddire il fatto che vada con una velocita di fuga ad un’altezza infinita quando consideriamo la forza gravitazionale.

    Grazie mille.

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    1. La condizione h0max=RT in realtà è una condizione su v0: non la devi leggere come una richiesta “lasciare a terra” la massa: tieni presente, infatti, che h0max non dipende in nessun modo da RT (non c’entra nel modello dove il peso è costante e uguale a m g). Quindi usiamo la relazione sopra per scoprire che se è soddisfatta allora hmax=infinito, e questo avviene se v0^2=2*g*RT.

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  18. Buonasera, avrei una domanda riguardo l’ultima lavagnata (del 27/11): a cosa ci serve determinare la posizione del centro di massa attraverso Mtot1 e Mtot2 (pagina 4 della lavagnata)? Non è più comoda la relazione generale che la determina attraverso le sommatorie?

    Grazie in anticipo.

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    1. Come dicevo in aula: se devi determinare il CM di due cose complicate di cui già conosci i CM non ci sono dubbi su cosa sia più comodo. Tratti le cose complicate come due punti materiali e usi la formuletta a cui ti stai riferendo.

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  19. Buongiorno, avrei una domanda riguardo la massa ridotta: si può generalizzare per un sistema di N-masse? E volevo chiedere se fosse possibile scrivere anche le quantità di moto come prodotto tra la velocità v1-2 e la massa ridotta.

    Grazie in anticipo.

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  20. Ieri a lezione avevo proprio detto “non ha senso parlare di massa ridotta per un sistema di N masse”, mi sa che ti era sfuggito. Nessun problema.
    Seconda domanda: se guardi l’ultima lavagnata, nella prima pagina, c’è esattamente la risposta a ciò che mi chiedi: avevamo infatti ottenuto che v12*m1m2/(m1+m2)=p(CM)1 oppure -p(CM)2, ovvero le quantità di moto delle due masse riferite al loro CM. Non ti torna?

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  21. Qui trovate i link alle animazioni usate per parlare del moto del centro di massa

    https://www.glowscript.org/#/user/stefano.oss/folder/cinematica2025/program/motoCMframm25
    https://www.glowscript.org/#/user/stefano.oss/folder/cinematica2025/program/motoCMmolla25

    qui quelle usate per descrivere la precessione del momento angolare

    https://www.glowscript.org/#/user/stefano.oss/folder/cinematica2025/program/ManubrioSBIL25
    https://www.glowscript.org/#/user/stefano.oss/folder/cinematica2025/program/ManubrioSBIL25coppie

    Ricordo che potete modificare i parametri copiando le sorgenti dei codici e creando le vostre versioni in ambiente glowscript (iscrizione obbligatoria ma totalmente gratuita).

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  22. Buon pomeriggio,

    nel primo esempio della lavagnata del 26/11 (quello delle due masse collegate da una molla) non mi è chiaro come si manifesti il terzo principio, dato che le due masse non esercitano direttamente una forza l’una sull’altra, ma è la molla a farlo.

    Grazie per la disponibilità

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    1. Beh, se accetti che il terzo principio valga, che so, tra la Terra e la Luna tramite la loro interazione gravitazionale (anche se non ci sono fili o molle in mezzo che trasmettono la forza – non seervono proprio, basta un campo di forza) dovrebbe tornarti anche il caso delle due masse unite dalla molla. La molla in questo caso è veicolo di interazione da un lato con la prima massa (ed ecco il terzo principio) e dall’altro con la seconda massa (e riecco il terzo principio una seconda volta). Avevo fatto vedere in classe proprio a questo scopo l’esercizio del “convoglio” di due masse con un filo in mezzo e avevo suggerito di aggiungere una massa intermedia per capire meglio come si “suddividono” le forze interne a coppie azione-reazione. Se non lo ha fatto, rivedilo e fammi sapere se ti torna oppure cosa non ti torna.

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  23. Informo che le esercitazioni previste per il giorno 23 dicembre sono scambiate con l’incontro di studio assistito previsto per il 13 gennaio. Stesso luogo (A102) stesso orario (15:30-17:30). Quindi: 23/12 STUDIO ASSISTITO (ultimo incontro per la parte di meccanica) e 13/1 ESERCITAZIONI (ultimo incontro per la parte di meccanica).

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  24. Ribadendo quanto comunicato a lezione: le persone interessate a sostenere il compito intermedio di meccanica (gennaio e febbraio) DEVONO iscriversi su esse3 senza eccezioni ENTRO E NON OLTRE LE DATE RIPORTATE: in particolare, per la prenotazione al compito del 23/1, la data ultima è il 16 gennaio. Non ci si iscrive simultaneamente a tutti due i compiti ma solo a quello che si intende sostenere. In caso di mancata partecipazione non è necessario fare nulla anche se ci si fosse già prenotati. Si ripete: le persone non iscritte non possono sostenere il compito. Altre informazioni e istruzioni più avanti.

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  25. Buonasera, ho una domanda riguardo la lavagnata del 10/12, in particolare sullo studio del pendolo fisico: non ho capito il motivo per cui poniamo il simbolo meno davanti alla scrittura I*θ” . Grazie in anticipo.

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  26. Come già specificato, si ricorda di NON iscriversi sia al compito di gennaio che a quello di febbraio. Ovvero, se ci si è prenotati per gennaio e si cambia idea, prima di iscriversi per febbraio si deve cancellare l’iscrizione di gennaio. Grazie!

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