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Foorza di gravità

La fisica, lo studio della natura, la regina di tutte le scienze. Non poteva non avere un'area dedicata.
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cristianfox
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Foorza di gravità

Messaggio da cristianfox » 26/04/2016, 9:03

Ciao a tutti mi chiamo Cristian e sono nuovo di questo forum. Avrei una domanda che mi attanaglia e spero si trovare presso di voi una risposta:

Se per ipotesi di fantasia, Superman si sollevasse su una perpendicolare, partendo dal colosseo, fino a raggiungere una quota di 10.000m e rimanesse sospeso per circa 15ore, quando ritornerebbe ad appoggiare i piedi sulla terra non si troverebbe più al colosseo perchè nel frattempo la terra ha subito una rotazione e Superman non ha alcuna accelerazione radiale.

In altre parole è corretto pensare che sollevandosi e staccandosi da terra per un lasso di tempo di circa10/15 ore vedrebbe la terra "ruotare" sotto di se?

Vi ringrazio in anticipo per le risposte e chiarimenti

Saluti

Crisitan
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Aspie96
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Re: Foorza di gravità

Messaggio da Aspie96 » 26/04/2016, 13:10

Ciao, Christian e benvenuto!

Ciò che hai detto non è molto legato alla gravità e no, non è esatto.

Se tu sei all'equatore e salti verso l'alto, verticalmente, cadi nel punto in cui hai fatto il salto.
Non è che intanto la terra giri sotto di te relativamente a te.

Questo perché tu (o Superman, o chiunque altro) si sta già muovendo nella direzione in cui si muove la crosta terrestre.
Su piccola scala, non è errato considerare la terra come fosse piatta (ed è anzi la cosa più intelligente da fare). Devi immaginare la superficie terrestre come se fosse un piano che si muove di moto rettilineo uniforme. Tu hai la stessa velocità iniziale del piano.
Poi salti, cambiando la tua velocità verticale, ma la tua velocità orizzontale rimane la stessa.

Un po' più complesso è studiare il fenomeno su larga scala, come una quota di 10 kM.
In questo caso non è più possibile far finta che la terra sia piatta.

Tuttavia, sarebbe ancora peggio non considerare l'inerzia di Superman, che già si stava muovendo con la crosta terrestre prima ancora di saltare.

Fortunatamente, si può escludere il movimento della Terra intorno al Sole (dato che l'orbita è molto grande, è come se fosse una linea retta, quindi il sistema Terra + Superman è un sistema di riferimento inerziale e valgono le stesse leggi che si avrebbero in un sistema fermo).

Non posso, ora, calcolare quello che accadrebbe, ma la mia intuizione è che Superman cadrebbe in un punto diverso.
Per capire come ci sono arrivato senza calcoli, occorre pensare ad un caso estremo: si immagini la Terra che ruota su se stessa e Superman che salta ad un'altezza estremamente elevata, talmente grande da rendere trascurabile la dimensione della terra. Perché cada nello stesso punto, la sua velocità orizzontale dovrebbe aumentare, ma l'unica forza che agisce è verticale.
Questo è molto simile a quello che avevi intuito tu.

La verità non è ne l'una né l'altra: in un contesto reale bisognerebbe considerare sia la curvatura (e quindi la rotazione) della Terra, sia l'inerzia di Superman.
Superman, quindi, non cadrebbe nello stesso punto da cui è partito, ma di certo continuerebbe a ruotare intorno alla terra, prima di cadere.

Ma tutto questo è irrilevante.
Superman è Superman.
Deciderebbe lui cosa fare e dove cadere.
cristianfox
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Re: Foorza di gravità

Messaggio da cristianfox » 26/04/2016, 15:50

Ciao Aspie96,

grazie per l'esauriente e anche simpatica risposta. A presto

Cristian
francesco.aliotta
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Re: Foorza di gravità

Messaggio da francesco.aliotta » 21/06/2016, 11:59

ho visto questo post con un ritardo di qualche mese. Sono entrato nel forum a curiosare, ho visto che è sostanzialmente deserto ed alla fine ho visto il post di cristianfox.
La risposta di Aspie96 è sostanzialmente corretta ed anche divertente.

E' fondamentalmente corretta anche la sua intuizione, quando scrive:
Non posso, ora, calcolare quello che accadrebbe, ma la mia intuizione è che Superman cadrebbe in un punto diverso.
Per capire come ci sono arrivato senza calcoli, occorre pensare ad un caso estremo: si immagini la Terra che ruota su se stessa e Superman che salta ad un'altezza estremamente elevata, talmente grande da rendere trascurabile la dimensione della terra. Perché cada nello stesso punto, la sua velocità orizzontale dovrebbe aumentare, ma l'unica forza che agisce è verticale.


Io riassumerei il punto dicendo che per Superman (e per chiuque compia il salto, per la verità) vale la legge di conservazione del momento angolare.
Cosa che dovrebbe rendere immediato il calcolo della distanza tra il punto di decollo e quello di atterraggio una volta che sia nota la velocità iniziale del salto. Gli altri parametri necessari sono l'accelerazione di gravità, il raggio terrestre e la velocità angolare del pianeta (ma questi valori sono ovviamente noti sin dall'inizio). La massa di Superman è ovviamente irrilevante dato che si tratta di una costante, a meno che la sua velocità iniziale non sia relativistica (cosa teoricamente possibile per Superman). Comunque, ai fini del problema di cristianfox, questa ipotesi sarebbe irrilevante poichè la velocità iniziale sarebbe enormemente superiore alla velocità di fuga. Superman schizzerebbe nello spazio senza fare mai più ritorno alla Terra! Speriamo comunque che non esageri...potrebbe facilmente sconvolgere le orbite di tutti i pianeti del Sistema Solare! ;)

Tutto ciò, assumendo che cristianfox abbia pensato ad un salto inerziale così come ASPIE96 ha interpretato le cose.
Per la verità la lettera della domanda di cristianfox sembrerebbe configurare un'ipotesi un po' diversa. Superman si stacca da terra e si allontana dal pianeta lungo una retta. Raggiunge i 10000 metri di quota e lì si ferma per 15 ore. Poi torna giù seguendo la stessa retta. La quota a cui si ferma diviene in questo caso irrilevante. Però è impossibile che non abbia accelerazione durante la sosta. Non è in orbita e quindi deve esistere una forza (di natura puramente Kriptoniana) che contrasti l'accelerazione di gravità. Comunque sia, in questo caso Superman atterrerebbe in una posizione che è collocata 135° ad Est del punto di partenza.
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