Propulsione spaziale: dubbio sulla legge di azione e reazione


Lo schema mostra 3 pattinatori di ghiaccio visti dall’alto.

FASE 1
Il pattinatore blu e rosso hanno le braccia aperte, mentre invece il pattinatore verde è pronto a dare una spinta al braccio destro del blu e contemporaneamente al braccio sinistro del rosso.

FASE 2
Il pattinatore verde ha dato la spinta e si sta muovendo verso destra; per reazione gli altri 2 pattinatori ricevono complessivamente una spinta uguale e contraria, quindi siccome gli altri 2 pattinatori sono 2 la spinta viene divisa in 2.



Ma Ma Ma i pattinatori rosso e blu oltre ad andare verso sinistra, anche ruotano su se stessi.

Le cose sono 2:
la legge di azione e reazione NON è rispettata e quindi è rispettata quella della conservazione dell’energia
la legge di azione e reazione è rispettata e quindi NON è rispettata quella della conservazione dell’energia
Dove sta l’inghippo ?

Il primo caso sembra inaccettabile perché significherebbe che io posso fare viaggiare nello spazio astronavi con grande comodità e senza usare propellenti, violando palesemente il principio di azione e reazione.

Anche il secondo caso sembra inaccettabile perché significherebbe che l’energia cinetica di rotazione dei pattinatori blu e rosso sia gratis, quindi sto creando energia dal niente, quindi free energy.

Ma la free energy è presente anche nel primo caso perché il fatto che un oggetto o nave spaziale possa andare avanti senza reazione, significherebbe anche quella energia free, in questo caso non di rotazione ma moto rettilineo.

Inizialmente l’energia proviene dalle braccia del pattinatore verde, ma poi non si capisce bene la distribuzione delle energie e soprattutto non si capisce la distribuzione delle quantità di moto.

Quale delle 2 legge è violata ?

La prima ?
la seconda ?
o ambedue ?

Hello stranger!

Che ne dici di presentarti?

Interessante il problema che ci poni, ma siccome questo sarebbe, dopotutto, un forum in cui si discute e chiacchiera di astronautica e spazio e non un centro risoluzione problemi, perché non ci dai un po’ di contesto? Come mai ti interessa risolvere questo problema? Semplice curiosità? Compito a casa? Altro?

Nessuna legge é violata.
Tu assumi che tutto il lavoro applicato dal terzo pattinatore si sia tramutato in energia cinetica al 100% per colui che spinge, e in momento d’inerzia al 100% per i due che ruotano, quindi lo hai raddoppiato. Non é così, la medesima energia si é distribuita.
Questo non é l’esempio migliore per iniziare a studiare il principio di azione e reazione, perché coinvolge più effetti.

Il pattinatore non trasmette agli altri due soltanto una spinta, ma anche un momento angolare. E così essi cominciano a ruotare attorno al baricentro.

Momento = Forza x braccio

Quando si spinge a un oggetto in avanti (prendiamo per esempio un carrello) si riceve, per il principio di azione e reazione, una forza di uguale intensità e verso opposto, ma non si ruota perchè il braccio è nullo, e quindi anche il momento.

A quanto mi ricordo di fisica 1,
i momenti angolari risultano essere vettori ortogonali al piano orizzontale ma di verso opposto, così che la loro somma è nulla.
Il primo ed il terzo pattinatore dovrebbero pertanto ricevere una spinta verso sinistra e la somma dei loro due vettori di quantità di moto dovrebbe essere pari ed opposta a quella del secondo pattinatore. Tutto questo conserva la quantità di moto.
Il rispetto del principio di conservazione dell’energia implica che l’energia chimica contenuta nei muscoli del secondo pattinatore è tradotta nell’energia cinetica dei tre pattinatori: o tre pattinatori passeranno da uno stato di quiete ad un di moto, sia lineare che rotatorio per il primo ed il terzo, ma il secondo pattinatore sarà più stanco.
La somma della variazione di energia cinetica ed energia potenziale (calorie nella massa muscolare dei tre atleti per essere precisi) tra i due stati dovrebbe essere nulla, proprio per il rispetto della legge di conservazione dell’energia.
Correzioni saranno bene accette, thx :smile: