Categorie: Fisica classica
Tags: forza centrifuga gravità rotazione pianeta
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:40
QUIZ: Se si fermasse Papalla? *
Due papallini si incontrano durante una gita scolastica ai tropici e fanno subito amicizia. Ridendo e scherzando, prima o poi fanno lavorare la loro mente (come tutti i papalli) e si pongono un problemino fantascientifico. Si domandano: “Cosa succederebbe a noi due (e a molte altre cose) se il pianeta smettesse improvvisamente di ruotare attorno al suo asse?”. Uno dei due dice subito: “Mamma mia, saremmo lanciati verso l’alto dalla nostra forza centrifuga, come fossimo sparati da un cannone!”. L’altro invece si mette a ridere: “Ma no, cosa dici… staremmo tranquilli a casa nostra. La gravità di Papalla non ci farebbe certo scappare!”
Ricordando che Papalla è un pianeta che ha le stesse caratteristiche della Terra (non gli abitanti, però…), chi dei due ha ragione e chi ha torto?
Uno scherzo su cui i nostri amici papallicoli si divertiranno parecchio… soprattutto sulle conseguenze non proprio immediate…
QUI la soluzione
40 commenti
Mumble... mumble... mi tocca mettere in moto le meningi!
La gravità rimane comunque,ma mi chiedo come la metteremmo con la dinamo che abbiamo nel centro della terra,cosa succederebbe alla nostra corazza magnetica?
Scusa Gianni ma lo stai chiedendo ai papalli bruciacchiati o a quelli congelati?
Paolo
al volo, mi chiamano per cena :-)
Più che ai tropici, per semplicità mi metto all'equatore. Qui la forza peso apparente di un corpo sulla superficie terrestre è dato dalla forza di gravità , diretta verso il centro del Pianeta, meno la forza centrifuga , dovuta alla rotazione del Pianeta intorno al proprio asse. Quest'ultima, però, a conti fatti, è ben poca cosa rispetto alla forza di gravità. Se la Terra smettesse di ruotare, comunque, questa aliquota dovuta alla forza centrifuga verrebbe meno, per cui il corpo peserebbe un pò di più.
A dopo ;-)
Nella mia risposta ho fatto riferimento a condizioni a regime dopo l'arresto del moto di rotazione. Nell'istante in cui tale moto si arrestasse bruscamente, è chiaro che succederebbe il finimondo, perché tutto ciò che ruota ora insieme al Pianeta, persone, case, fiumi..., tenderebbe per inerzia a continuare a ruotare. Un po' come quando in auto freniamo bruscamente e se non ci pariamo andiamo a sbattere sul parabrezza.
vorrei risposte un po' più chiare e nette. Chi ha ragione, innanzitutto, e , nel caso, perché, dove e quando... succedono certe cose...
Non fate intervenire papalscherzone se no sai che scherzi potrebbe mettere in moto...
Ci sto già pensando, caro PapalEnzo, grazie per l'idea!
Se solo trovassi il modo di fermare Papalla
... non sono un super-eroe, perdindirindina!! 
direi che avrebbe ragione il primo papallo se non fosse che la velocità con cui verrebbero scagliati a seguito del brusco stop del moto di rotazione di Papalla non sarebbe verso l'alto e non sarebbe dovuta alla forza centrifuga ma al fatto che essi ruotano ora insieme a Papalla. Per cui, se Papalla smette bruscamente di ruotare, tutto ciò che vi si trova sopra viene istantaneamente scagliato tangenzialmente alla superficie del Pianeta, a velocità decrescenti dall'equatore verso i poli. Visto che Papalla ha caratteristiche uguali a quella della Terra, all'equatore gli oggetti verrebbero scagliato tangenzialmente alla velocità di 1670 km/h circa ! Anche i grattacieli (su Papalla ce ne sono ?) ben piantati al suolo con le proprie fondazioni, a causa della mostruosa inerzia, si spezzerebbero alla base e verrebbero anche essi scagliati via. Non parliamo poi delle acque degli oceani... Insomma, all'istante t=0 dello stop alla rotazione, sarebbe un cataclisma con contestuale ecatombe, tanto maggiori quanto più vicini siamo all'equatore (velocità tangenziale maggiore).
Dall'articolone dedicato alla forza centrifuga (e non solo) sappiamo che un punto in moto circolare uniforme (ovvero un papallo che si muove in solido con il suo pianeta che sta ruotando) è soggetto ad un'accelerazione le cui componenti sono l'accelerazione centripeta ac (diretta verso il centro intorno al quale il punto ruota a distanza R costante, fa sì che la velocità del punto cambi continuamente direzione facendogli descrivere una traiettoria circolare, anziché muoversi di moto rettilineo uniforme) e l'accelerazione tangenziale at (il suo modulo è lo stesso della velocità alla quale si muove il punto, cambia continuamente direzione a causa dell'azione di ac).
Se venisse a mancare improvvisamente ac, suppongo che il papallo verrebbe "sparato" come un proiettile lungo il vettore at, con modulo iniziale
descrivendo un arco di parabola di equazione y = tan(α) x - (g/2V0
2cos^2(α)) x^2 (formula copiata dalla Fisica addormentata) dove α è l'angolo compreso tra at e la superficie di Papalla al momento dello stop.
scusa Daniela... ma aT esiste solo se il moto non è circolare uniforme... essa farebbe variare il modulo della velocità... o non ho capito bene...
Macché at... volevo dire vt (velocità tangenziale con modulo costante e direzione che cambia continuamente per l'azione di ac), giusto?
ah... adesso ci siamo...
basta pensare a una macchina che si ferma di colpo... viva l'airbag!!!!!
Ma, allora, quale papallino può aver detto la verità????
Secondo me la risposta che più si avvicina alla verità è quella del primo papallino, ma non mi sembra completamente corretta perché tira in ballo la forza centrifuga che, come hai scritto tu "entra in campo solo quando ci portiamo nel sistema di riferimento di chi ruota. Il corpo, in qualche modo, “perde” la velocità (si sente fermo) ed è costretto a far nascere una forza uguale e contraria a quella che cerca di farlo cadere verso un certo punto. Una forza, diciamo così, di “sopravvivenza”"
Come conseguenza logica di questa affermazione, direi che se scompare la forza centripeta, scompare anche la centrifuga perché il papallo non ne ha più bisogno per sentirsi fermo... spero...
e l'altro papallino...? Sai dove abita????
La direzione inerziale della velocità è tangente alla sezione verticale rispetto all'asse del pianeta che possiamo considerare come un cerchio; ma la curvatura dipende dal raggio; essendo il raggio del pianeta molto grande praticamente dovrebbe essere orizzontale.. però bisognerebbe valutare la velocità d'inerzia anche quantitativamente; ciò dipende dal periodo di rotazione e dal raggio, bisognerebbe vedere l'ordine di grandezza per capire che impulso può generare. comunque uno spostamento c'è sempre
Non lo so davvero dove abita il secondo papallino, ma spero per lui che la sua abitazione abbia pareti sufficientemente morbide per attutire il colpo!! Un papallo spiaccicato mi turberebbe molto...
caro Umberto,
Papalla è come la Terra da questo punto di vista
prova a chiederglielo Dany... Su Papalla non hanno paura del freddo,come ben sai...
aggiungo questo; l'intensità della forza applicata sul papallo dipende anche da quanto sta a fermarsi il pianeta; chiaramente questo lo sappiamo tutti, andando in autobus o in treno; Fisicamente non è altro che l'impulso
Ma sei proprio "tremendo"... non stavi scherzando ma volevi portarmi QUI, di' la verità!!
Anche se in quell'articolo hai trattato un caso diverso, vi affermi che l'attrazione gravitazionale (che è una forza centripeta) dipende solo dalla massa, quindi ne deduco che anche se Papalla si fermasse, poiché manterrebbe la sua massa, tutti i fenomeni fisici che dipendono solo da essa dovrebbero continuare a svolgersi come prima.
Se ho ben interpretato l'allusione al freddo, direi che un papallo che vive in una stazione spaziale orbitante intorno a Papalla, continuerebbe a girargli intorno senza problemi... o no?...
Oppure... se, al momento dello stop, si trovasse sulla vetta di una montagna sufficientemente alta (ma davvero molto alta!), potrebbe entrare in orbita e non si spiaccicherebbe sulle pareti di casa, giusto?
E se non ti vanno bene le risposte, giuro che telefono a PapalNewton e a PapalEinstein per farmi suggerire!!
comunque se è come per la terra dove la velocità equatoriale è di circa 472 m/s verrebbero trascinati orizzontalmente ad una velocità molto forte con ovvie disastrose conseguenze, ma non verso l'alto.
Per "verso l'alto" io ho inteso in verticale. E' chiaro che se invece per "verso l'alto" è da intendere che i poveri papallini , allo stop della rotazione, pur se con velocità iniziale tangenziale, vedono aumentare la propria quota rispetto al suolo, allora viene meno la mia perplessità. In effetti, i papallini verrebbero sparati tangenzialmente e per un pò (a meno di non spiaccicarsi prima su qualcosa) salirebbero in quota, per poi ricadere per effetto della forza di gravità.
Anche il discorso sulla forza centrifuga, se intendiamo con essa quella che subiscono i papallini, allora all'istante dello stop alla rotazione del Pianeta, la forza centripeta sparisce e i papallini si sentono sparati verso est e si vedono salire in quota. Quindi attribuiscono ciò ad una forza che li ha messi in moto e sollevati dal suolo.
Ora ho meno dubbi che ha ragione il primo papallino :-)
se riuscissero a percorre grandi distanze si; però si trovano al suolo da quello che ho capito, bisogna vedere anche gli ostacoli
hai ragionato bene, ma io intendevo la sua casa papalliana... Ne esistono solo due in tutta Papalla....
Si ferma Papalla, ossia si annulla la forza centripeta, che è ovviamente un qualcosa che non è certo costante...
si, è chiaro che è una situazione teorica. Se davvero accadesse una cosa simile Papalla e i papallini sarebbero spacciati. Tra l'altro, anche ai poli, dove fa freddo e dove la velocità tangenziale è praticamente zero, dopo l'accadimento si assisterebbero a gigantesche inondazioni perché gli oceani, ora governati anche dalla rotazione del Pianeta, tenderebbero a rifluire verso i poli... Insomma, davvero scene da film Armageddon :-)
PER TUTTI:
Ammettiamo che Papalla si fermi molto lentamente. Quale sarebbe la conseguenza più eclatante dal punto di vista geologico (non magnetico)...
Dai... mi sto divertendo un po', scusatemi... (sapeste, però, che cose assurde ho letto in certi forum... anche stranieri...
Guai ai forum senza un controllo scientifico serio... 
)
diciamo in generale che se si blocca la rotazione non esiste più la forza centripeta quindi nemmeno quella centrifuga, ma solo la velocità tangenziale... Il sistema del papallino non è più accelerato, ma inerziale... rispetto a un osservatore esterno.
Non tutti però girano... vero Dany?
Per fortuna ho letto la risposta di Arturo, così ho evitato di andare alla ricerca di altre informazioni... il papallino-eschimese e il papallino-pinguino, visto che su Papalla non ci sono oceani, dovrebbero sopravvivere senza problemi, al massimo si procurerebbero qualche contusione, in funzione della distanza dai punti esatti dei poli...
Però... pensa quanti argomenti mi ha fatto ripassare questo piccolo e solo apparentemente insignificante quiz!! Grazie
Non so quanto ci metterebbe , ma sicuramente dopo un certo intervallo di tempo lo schiacciamento ai poli si ridurrebbe. Papalla tenderebbe a diventare più sferica rispetto a quando era in rotazione.
eh sì, cara Dany... ma il pinguino e l'eschimese sarebbero contenti per poco tempo... come mai? (Qualcuno ha già accennato alla soluzione).
Una risposta pronta non ce l'ho... mumble mumble...
eh sì Arturo l'ha già detto... il rigonfiamento equatoriale si smonterebbe e l'acqua equatoriale si riverserebbe verso i poli, passando dalle latitudini medie, e inabissando i due papallini polari...
Ehi sorella Luna e fratello Sole!!!???? Non esageriamo con le maree... la Terra non vuole diventare rotonda!!!!!!!!!!!!
Ahhh... solo che, per farli sopravvvere, avevo escluso la presenza di oceani su Papalla quindi mi stavo immaginando chissà quali strani fenomeni geologici...
cari amici,
anche se in pochi, devo ammettere che il livello di questo circolo è piuttosto alto (e mancava Paolino... e qualche altro...). La stessa domanda fatta in un normale "forum", in cui non si seguono regole divulgative, avrebbe portato a ipotesi e a convinzioni mostruose. Su uno americano vi è stata una vera lite tra il proponente e un tuttologo che si ostinava a dire che quello che conta è la gravità e che nessuno si sarebbe mosso dal suo punto. E come prova diceva che bastava pensare a una stella di neutroni... Cose da matti, ma è la cultura media scientifica... purtroppo...
grazie amici!!!!
Grazie a te, come sempre!
Ora, però, non puoi non chiudere il cerchio scrivendo una soluzioncina veloce e sintetica a favore di tutti quei lettori silenziosi a cui starà girando un po' la testa leggendo questa valanga di commenti che, per noi che li abbiamo scritti, seguono un filo logico, ma per un osservatore esterno possono apparire un po' disordinati...
hai ragione carissima, ma aspettavo ancora un pochino per vedere se qualcuno, come Paolo, volesse ancora dire la sua...
Giusto!
Mi sembra che Arturo abbia già detto tutto.... se dovessi aggiungere qualcosa, nel caso della Terra o di Papalla con una luna.... cosa succede agli effetti mareali con la luna che continua a ruotare intorno alla Terra?
Probabilmente la Terra ripenderebbe lentamente a ruotare in cerca di una nuova sicronizzazione..
Paolo
L'arresto della rotazione comporta l'annullamento della forza centrifuga. Se uno si pesasse in un punto qualsiasi del globo (fatta eccezione solo per i due poli) penserebbe di aver messo un pò di ciccia. Se inoltre gli venisse in mente di verificare con un filo a piombo la verticalità degli edifici li troverebbe tutti un tantino pendenti.