Gravità, lavoro, newton, attrazione lunare

Dopo il bel thread di Cristian su massa e peso ho qualche domanda per voi! A volte si sanno le cose a… memoria, ma è stato davvero bello capire la differenza tra massa e peso, non solo con la teoria ma anche con aneddoti ed esempi pratici, dunque, dato che mia moglie mi riempie di domande mentre studiamo ed io non so assolutamente rispondere con quella semplicità e correttezza che avete voi… vediamo un po’ se potete aiutarmi!

  • Cosa origina la gravità e perchè esiste?
    La gravità si orgina dalla massa di un corpo, ma perchè un corpo non potrebbe avere una grande massa e non creare gravità? Perchè si crea la gravità?

  • Perchè tutta la materia ha una gravità propria, da cosa dipende e perchè?
    E’ sempre dovuto al fatto che tutto ha una massa? Qualunque corpo che abbia massa esercita una gravità seppur incredibilmente piccola??

  • Quindi anche il corpo umano esercita una gravità? Ed esiste qualcosa di così piccolo che riesce ad attrarre, o la forza di gravità della terra vince sempre?

  • Definizione: “Il lavoro è l’applicazione della forza attraverso una distanza. Nel sistema metrico misuriamo la forza in newton: un newton è la forza che farà accelerare 1 kg di 1 metro al secondo quadrato.”
    Quindi si ha lavoro tutte le volte che si sposta una massa? E cosa si intende per secondo quadrato?

  • La luna esercita la sua forza gravitazione sulla terra con le maree, ma perchè non agisce sugli altri liquidi? Perchè non hanno la possibiltà di spostarsi attorno alla terra come fanno le grandi massa d’acqua oceaniche o dei mari? E la forza gravitazionale lunare non agisce anche sui gas??

:star_struck: senza accorgermi ho fatto giusto qualche domanda… :help: :help: :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: :flushed:

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By Regulus

Domande molto interessanti, ma tieni presente che alcune di quelle sulla gravità riguardano settori di ricerca ancora aperti alle frontiere della fisica su cui si hanno solo alcune risposte.

Secondo quadrato è un altro modo per esprimere il concetto di “secondo al secondo”, o “secondo per secondo”. Puoi rielaborare la definizione di Newton così: “la forza che farà accelerare 1 kg di 1 metro al secondo per secondo”, cioè una variazione della velocità di 1 metro al secondo per ogni secondo che passa.

La gravità lunare agisce anche sulla componente solida della Terra e sull’atmosfera, quindi ci sono anche maree di terra e di gas. Nel caso della crosta terrestre lo spostamento massimo è dell’ordine di alcune decine di cm, per l’atmosfera di alcuni km.

Sì, e anche oggetti con una massa minore. La forza di gravità di questi corpi può essere misurata in laboratorio con un strumento che si chiama bilancia di torsione.

Provo a risponderti a qualcosa…

La gravità è una manifestazione della massa. La presenza di massa deforma lo spazio tempo, in modo tale che le masse si attraggono. Chiamiamo questo gravità.

- Perchè tutta la materia ha una gravità propria, da cosa dipende e perchè? E' sempre dovuto al fatto che tutto ha una massa? Qualunque corpo che abbia massa esercita una gravità seppur incredibilmente piccola??

Sì, vedi sopra. L’attrazione gravitazionale fra due masse, ovvero il modo in cui queste deformano lo spazio, è proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza, per cui oggetti vicini si attraggono maggiormente.

- Quindi anche il corpo umano esercita una gravità? Ed esiste qualcosa di così piccolo che riesce ad attrarre, o la forza di gravità della terra vince sempre?

Sì, come ogni particella singola e ogni quanto di energia dell’Universo tutto; tu risenti dell’attrazione della Galassia di Andromeda e delle galassie distanti, come ogni altro atomo dell’universo. Solo, gli atomi della Terra sono più vicini, e quindi hanno più effetto (sempre per l’inverso del quadrato delle distanze).

- Definizione: "Il lavoro è l’applicazione della forza attraverso una distanza. Nel sistema metrico misuriamo la forza in newton: un newton è la forza che farà accelerare 1 kg di 1 metro al secondo quadrato." Quindi si ha lavoro tutte le volte che si sposta una massa? E cosa si intende per secondo quadrato?

Che la velocità si misura in metri al secondo, e l’accelerazione si misura in metri al secondo per secondo, per cui secondo quadrato.

- La luna esercita la sua forza gravitazione sulla terra con le maree, ma perchè non agisce sugli altri liquidi? Perchè non hanno la possibiltà di spostarsi attorno alla terra come fanno le grandi massa d'acqua oceaniche o dei mari? E la forza gravitazionale lunare non agisce anche sui gas??

Sì, e anche sul terreno. Il terreno sotto i nostri piedi si muove, mi pare, di una manciata di cm. Anche l’atmosfera si sposta con la marea, e di molto, ma questo moto è mascherato dal ciclo diurno di dilatazione degli strati alti riscaldati dall’irradiazione solare.

:star_struck: senza accorgermi ho fatto giusto qualche domanda.... :help: :help: :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: :flushed:

Sì, poca roba. Ma chiedi pure!

p.s. - qualche giorno fa c’era su FAiT un bel filmato dove un prof gettava masse su un foglio di gomma per illustrare (in due dimensioni) come una massa altera lo spazio attorno a sè. Chi lo ripesca? Forse postato da Michael?

Una possibile risposta al perché alcune particelle possiedono una massa è arrivata recentemente dalla scoperta del bosone di Higgs e dalle sue proprietà.

Non so se sia lo stesso, ma questo mi piace molto: http://www.youtube.com/watch?v=MTY1Kje0yLg#ws

Non era qualcosa tipo:
siamo circondati dal campo di Higgs, con cui interagiscono in modo diverso tutte le particelle elementari definendo quello che noi chiamiamo massa… :vomit:
Comunque da quando al CERN mi hanno detto che le particelle avvicinandosi alla velocità della luce acquisiscono massa mi è andato in corto circuito ( @IK1ODO -__- You know what I mean ) il poco cervello rimasto :scream: :scream:

Se volete farvi del male in maniera moderata:
http://it.wikipedia.org/wiki/Bosone_di_Higgs
se invece volete farvi davvero mae
http://home.web.cern.ch/about/physics/search-higgs-boson

Non tirate in ballo il bosone di Higgs, non è necessario. Qui si tratta di meccanica classica e relatività generale. Che non è nemmeno necessario comprendere bene, bastano i principi generali per capire (secondo me!) il concetto di gravità, che deriva ed è inscindibile da massa e inerzia. Il bosone è oltre tutto questo, e confonde solo le idee - bisogna averle chiare sulla meccanica prima di andare avanti e chiedersi da cosa derivi la massa.

DVD, grazie, era quello. Regulus, dagli un’occhiata, e immagina che il buco nel telo sia un campo gravitazionale. Tu deformi lo spaziotempo, la Terra pure, e siccome siete vicini vi attirate a vicenda, con una forza che definiamo “peso” (78 chili, 765 N, qui da me).

E i miei compagni definivano complicata una delle dimostrazioni della eguale infinità di punti un due segmenti pur di lunghezza diversa. Questo e interessante!

Ai confini della scienza: perchè la materia genera forza di gravità?
Cosa trasporta l’energia gravitazionale?
Da dove la materia prende o genera la forza di gravità?
Sono domande che mi vengo poste spesso. Risposta:
la scienza stà cercando una risposta.
Poi qualcno sostiene che ormai del nostro universo è stato scoperto tutto.

Io però vorrei sapere se Regulus ha compreso qualcosa delle risposte. Regulus, cosa studi di bello con tua moglie?

Ares Cosmos, dài anche un’occhiata a questo post sul Tambuto (un pò di pubblicità): http://tamburoriparato.blogspot.it/2014/02/le-profonde-oscurita-della-materia.html

Per questa domanda è appena uscita una puntata dell’interessantissimo podcast FISICAST che spiega proprio come funzionano le maree.

http://media.blubrry.com/fisicast/p/www.radioscienza.it/fisicastF/LeMaree.mp3

Un certo Isaac Newton, pur avendo trovato la legge di gravitazione universale, disse “Io non ho ancora scoperto la causa della gravità”. è una domanda che in molti si sono posti, come scrive Paolo Amoroso c’é una teoria dominante, ma ancora nessuno è riuscito a trovare la risposta definitiva.

Ti suggerisco di dare un’occhiata alla bilancia di Cavendish. Misurando la rotazione di una bilancia di torsione, causata dall’attrazione reciproca di sfere di piombo, Cavendish risucì a fornire per primo una stima accurata della costante gravitazionale, della forza di gravità e della massa della Terra.
Per darti l’idea delle forze in gioco, Cavendish usò masse di circa 150 chili e misurò forze più piccole di un milionesimo di Newton, ovvero un decimo di milionesimo di chilogrammo (precisione stupefacente considerando l’epoca!)

Grazie ikiodo, interessante e ben spiegato. Per me nulla di nuovo. La cosa divertente della scienza è che quando risolvi un quesito, se aprono altri 4.

Dalla risposta di IK1ODO

Citazione di: Regulus - Ieri alle 15:06

  • Cosa origina la gravità e perchè esiste?
    La gravità si orgina dalla massa di un corpo, ma perchè un corpo non potrebbe avere una grande massa e non creare gravità? Perchè si crea la gravità?

La gravità è una manifestazione della massa. La presenza di massa deforma lo spazio tempo, in modo tale che le masse si attraggono. Chiamiamo questo gravità.

Questo significa che qualunque massa deforma in un modo “invisibile” ciò che ci circonda, ovunque si trovi la massa, sulla terra, la terra stessa, nello spazio ecc…?

Citazione

  • Perchè tutta la materia ha una gravità propria, da cosa dipende e perchè?
    E’ sempre dovuto al fatto che tutto ha una massa? Qualunque corpo che abbia massa esercita una gravità seppur incredibilmente piccola??

Sì, vedi sopra. L’attrazione gravitazionale fra due masse, ovvero il modo in cui queste deformano lo spazio, è proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza, per cui oggetti vicini si attraggono maggiormente.

Per avere degli effetti tangibili abbiamo bisogno di grandi masse, e piccole distanze, oppure di masse incredibilimente enormi che possano influire anche su grandi distanze.
Un esempio della prima è la terra con l’uomo, e della seconda il sole con i pianeti? Ed un esempio pratico su scala più piccola??

Citazione

  • Quindi anche il corpo umano esercita una gravità? Ed esiste qualcosa di così piccolo che riesce ad attrarre, o la forza di gravità della terra vince sempre?

Sì, come ogni particella singola e ogni quanto di energia dell’Universo tutto; tu risenti dell’attrazione della Galassia di Andromeda e delle galassie distanti, come ogni altro atomo dell’universo. Solo, gli atomi della Terra sono più vicini, e quindi hanno più effetto (sempre per l’inverso del quadrato delle distanze).

Citazione

  • Definizione: “Il lavoro è l’applicazione della forza attraverso una distanza. Nel sistema metrico misuriamo la forza in newton: un newton è la forza che farà accelerare 1 kg di 1 metro al secondo quadrato.”
    Quindi si ha lavoro tutte le volte che si sposta una massa? E cosa si intende per secondo quadrato?

Che la velocità si misura in metri al secondo, e l’accelerazione si misura in metri al secondo per secondo, per cui secondo quadrato.

Non riesco a spiegare in termini pratici il lavoro :flushed:

Citazione

  • La luna esercita la sua forza gravitazione sulla terra con le maree, ma perchè non agisce sugli altri liquidi? Perchè non hanno la possibiltà di spostarsi attorno alla terra come fanno le grandi massa d’acqua oceaniche o dei mari? E la forza gravitazionale lunare non agisce anche sui gas??

Sì, e anche sul terreno. Il terreno sotto i nostri piedi si muove, mi pare, di una manciata di cm. Anche l’atmosfera si sposta con la marea, e di molto, ma questo moto è mascherato dal ciclo diurno di dilatazione degli strati alti riscaldati dall’irradiazione solare.

Con la differenza di temperatura i gas si dilatano e viceversa, dunque non è così tanto percettibile questa differenza.
Ma questa dilatazione dei gas, insieme alla marea dei gas, ha qualche influenza sulle attività umane?

p.s. - qualche giorno fa c’era su FAiT un bel filmato dove un prof gettava masse su un foglio di gomma per illustrare (in due dimensioni) come una massa altera lo spazio attorno a sè. Chi lo ripesca? Forse postato da Michael?

Abbiamo visto il video ed è molto interessante.
Per esempio si capisce bene come una grande massa attira una piccola massa e non viceversa!

By Regulus

Ciao IK1ODO, sì, qualcosa abbiamo capito, altre cose ancora no, ma è comunque tutto da approfondire!! :slight_smile:

Con mia moglie stiamo ripassando la teorie della subacquea, abbiamo un centro di immersioni a Madeira, un’isola in mezzo all’oceano atlantico. Le parti di fisica e chimica applicata all’immersione sono tra le parti più belle ed interessanti, perchè vedi davvero come ci circondano, alla fine fisica e chimica sono il mondo, ed applicarla, con gli esempi pratici puoi interessare chiunque, anche la persona che più odia lo studio!!

Ci piace poter interessare le persone ed esser capaci di farle capire anche alla… nonna!!! In questi giorni sono in riabilitazione, senza lavorare, dunque… quale occasione migliore per ripassare, porsi delle domande e trovare delle risposte??

Comunque anche lei si è appena iscritta al forum, con il nick Nashira, appena sarà approvata inizierà a scrivere in portiliano (un po’ portoghese un po’ italiano) :smiley:

Ciaoooo!

In termini pratici il lavoro corrisponde all’energia che fornisci all’oggetto che muovi.

Ad esempio, se fai girare un mulinello nell’acqua dovrai applicare una forza (per contrastare l’attrito) lungo una “distanza” (la distanza percorsa dalle palette del mulinello nell’acqua). Il risultato sarà che l’acqua si scalderà, ovvero il tuo lavoro verrà trasformato in energia (calore).

Il primo ad aver effettuato la corrispondenza calore/lavoro fu Joule, con il suo calorimetro. Nella sua ricerca per definire il rapporto tra lavoro meccanico ed energia Joule fece anche moltri altri esperimenti simili, tipo far correre un topo dentro un blocco di ghiaccio e poi controllare quanto ghiaccio si era sciolto per via del calore prodotto dal topolino durante la sua corsa :slight_smile:

Leggi quello che ti ho scritto sopra a proposito della bilancia di Cavendish, è l’esempio che stai cercando :wink:

Per darti un altro esempio e tornare un po’ nel campo astronautico: il calore metabolico umano varia a seconda di quello che stiamo facendo. A riposo ci sarà un calore (energia) prodotto minimo, che è quello che serve per mantenere il corpo in funzione. Se cominciamo a correre, cominciamo a produrre lavoro (per andare avanti generiamo una forza orizzontale per contrastare gli attriti che tendono a fermarci). Per produrre quel lavoro, il nostro corpo deve produrre energia, comincia a bruciare zuccheri e il nostro calore metabolico aumenta.

Questa cosa è poco visibile sulla terra quando corriamo all’aperto, ma diventa fondamentale in un sistema chiuso come la stazione spaziale, dove ogni Joule di calore prodotto deve essere dissipato dal sistema di controllo termico. E perciò durante la progettazione sono stati definiti il calore prodotto a riposo (circa 100 W, ovvero Joule al secondo) e sotto sforzo (mi sembra intorno ai 400 W). Il lavoro fatto dagli astronauti, quando fanno esercizi o quando spostano un rack scientifico, per via degli attriti prima o poi si trasforma in calore, e i nostri sistemi TCS devono assorbire quel calore e dissiparlo verso lo spazio…