Dubbio sulla forza centripeta

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Dubbio sulla forza centripeta #87764

avt
ruben96
Cerchio
Ciao, il mio problema riguarda la forza centripeta.

Se faccio girare un secchio pieno d'acqua in un piano verticale con la velocità giusta, l'acqua non esce.

Allora io credo di sapere il perché, ma il mio problema è che non riesco a spiegarlo. Se qualcuno mi chiedesse il perché farei fatica a trovare le parole giuste.

Io direi così: nel punto più alto agiscono sull'acqua due forze, il peso e la normale, cioè la forza del fondo del secchio sull'acqua. La risultante di queste due forze fornisce all'acqua la forza centripeta necessaria affinché il moto sia circolare.

Di conseguenza non c'è moto lungo la verticale, perché la forza centripeta serve solo a piegare la traiettoria. Questo può pero avvenire solo se la normale è maggiore o uguale a zero (il che significa che l'acqua è a contatto col secchio), quindi esiste una velocità minima che deve avere l'acqua nel punto più alto.

Se non avesse quella velocità non raggiungerebbe neanche il punto più alto e uscirebbe dal secchio prima.

Però non sono molto convinto, forse l'ho buttata un po' troppo facile, dicendo che l'acqua non cade perché la forza centripeta non accelera vero l'interno, ma piega la traiettoria.

Voi come lo spieghereste, in modo rigoroso?
 
 

Re: Dubbio sulla forza centripeta #87765

avt
Luigi76
Le Roi
Se descrivi il fenomeno nel riferimento inerziale solidale con la terra, le forze che agiscono sull'acqua, come hai detto, sono: il suo peso e la reazione del fondo del secchio che, nel punto più alto della circonferenza descritta dal secchio, sono entrambe verticali e dirette verso il basso.
Quindi la 2a di Newton, proiettata sulla verticale verso il basso, fornisce:
m g + R = m a
ma l'accelerazione "a" è quella centripeta, quindi
m g + R = m v²/r
anzi, poiché la reazione R non può essere negativa, da questa relazione puoi ottenere il minimo valore della velocità affinché l'acqua non cada.
Ringraziano: Pi Greco, ruben96, CarFaby

Re: Dubbio sulla forza centripeta #87767

avt
ruben96
Cerchio
Ok, grazie.

Invece per quanto riguarda la mia spiegazione originaria, pensi vada bene? Cioè dico che l'acqua non cade perché la risultante delle forze è una forza centripeta, che piega solo la traiettoria e non accelera vero l'interno della circonferenza.

Re: Dubbio sulla forza centripeta #87768

avt
Luigi76
Le Roi
Può andare.
Ringraziano: ruben96
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Os