Discussione: Forza centrifuga

Mi rifaccio al calcolo, affrontato in un altro topic, della forza centrifuga (5 tonnellate) sviluppata da una sfera da 1 Kg che vien fatta girare da un motorino a 50 cm di distanza, a 3.000 g/m.
Volevo chiedere a Amir, Nabla e jowind se è possibile recuperare questa forza, che è una forza di trascinamento, per azionare un alternatore da automobile da 200 watts, secondo il disegno di sotto.
Quanto influiscono, l'attrito, la resistenza dell'aria e il carico dell'alternatore, sul rendimento globale?
Io so che se prendo uno spago e ci attacco un peso a 1 metro di distanza, per esempio, e lo faccio girare con le mani con poca forza, sviluppo molta energia, tanto che se lascio lo spago, il peso schizza via a una buona velocità.
Inoltre sull'alternatore agisco come una leva, essendo la forza impressa a 50 cm di distanza.
Che ne pensate?
Il motorino fornitore della rotazione, a regime, dovrebbe mantenere solo la stessa quindi consumare solo pochi watts.

Originariamente inviata da Franco52

Mi rifaccio al calcolo, affrontato in un altro topic, della forza centrifuga (5 tonnellate) sviluppata da una sfera da 1 Kg che vien fatta girare da un motorino a 50 cm di distanza, a 3.000 g/m.
Volevo chiedere a Amir, Nabla e jowind se è possibile recuperare questa forza, che è una forza di trascinamento, per azionare un alternatore da automobile da 200 watts, secondo il disegno di sotto....
...Il motorino fornitore della rotazione, a regime, dovrebbe mantenere solo la stessa quindi consumare solo pochi watts.

Sì, il motorino, a regime, per mantenere la rotazione, fa poca fatica
MA
appena cominci a prelevare energia, cominci a avere a che fare coi rendimenti, inoltre,chi gliela fornisce l' energia al sistema? Il motorino, i 200 W devono-devono-devono uscire dal motorino, più le perdite (attriti vari).

oppure, puoi usare l' energia accumulata in un tempo X per avere una maggiore potenza in un tempo Y, minore di X, meno-meno-i rendimenti .


(sull' aria di "Non credere", di Mina):
NON CREDERE Mina
noo nooo noooo
noon cre-edere
che di quel mo-ovimento
il total re-endimento
sia mag-giore di uno-o-o-o-oh!

amir

franco52, stai proponendo un esperimento, si direbbe, semplice, giusto? Allora effettualo! Realizzalo, da solo o in compagnia, poi, a risultati ottenuti, ti ripresenti. Thread come questo, che tante volte ClearWar ha fondato e visto morire, sono una perdita di tempo per tutti!

E poi, non puoi avere che le stesse risposte che hai avuto per la stessa identica domanda che hai proposto nell'altra discussione...
Basta che cerchi su google la parola "volano" ed hai tutte le spiegazioni.

Io so che se prendo uno spago e ci attacco un peso a 1 metro di distanza, per esempio, e lo faccio girare con le mani con poca forza, sviluppo molta energia, tanto che se lascio lo spago, il peso schizza via a una buona velocità.

Cosa vuol dire "con poca forza" ?

Mi sa che quello che sai andrebbe un po' rivisto. E non si paragonano forze con energie.
Nello specifico, in un moto di quel genere il peso schizza via tangenzialmente esattamente con l'energia cinetica con cui l'hai caricato, al netto degli attriti.
Togliamoli un attimo, questi attriti: mantenere il corpo in rotazione costa ZERO. Portarlo invece significa dargli esattamente quell'energia cinetica che cerchi. E che avevi anche prima.

Il motorino fornitore della rotazione, a regime, dovrebbe mantenere solo la stessa quindi consumare solo pochi watts.

Certo, addirittura zero in assenza di attriti. Però parliamo del motorino che invece la rotazione la deve imprimere, all'inizio?

che tante volte ClearWar ha fondato e visto morire

Io cercavo solo aiuto. Ogni volta mi avete aiutato in qualche maniera.Grazie

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Franco 52, penso che tu hai più confusione in testa di quanta ne ho io.
La forza centrifuga non è, dicesi non è, la forza di trascinamento;

la forza di trascinamento è tangenziale, la forza centrifuga è radiale.
Poi, perché introduci variabili non necessarie alla comprensione dell' esperimento? Tu dici "sfera", che cosa cambierebbe se fosse un cubo, un dodecaedro o quel che ti pare? Negli esempi in genere si fa riferimento a una massa "puntiforme", per escludere le variabili ininfluenti.
Dici "alternatore di automobile", ma cosa cambierebbe se fosse una dinamo di bicicletta, o una pompa?

Accelerando il peso "con poca forza", applicando questa forza per un certo periodo di tempo, il peso accelererà fino a raggiungere una velocità di equilibrio tra la forza applicata e la resistenza dell' aria, a quel punto puoi continuare a girare lo spago per ore e per giorni, ma l' energia accumulata dal peso non aumenterà più, che tu lo lasci andare appena raggiunta la velocità di equilibrio, o dopo un giorno o una settimana di roteazione, la distanza percorsa dal peso sarà sempre la stessa (supponendo costanti le condizioni al contorno, cioè velocità del vento, densità dell' aria, azimut e alzo al momento del lancio, accelerazione di gravità ecc) .
Se quando il peso ha raggiunto la massima velocità raggiungibile con quella forza, cerchi di recuperarne l' energia, recupererai solo quella frazione che non è stata dissipata dalla resistenza dell' aria, moltiplicata per il rendimento del sistema di recupero che vai a impiegare, inevitabilmente <1.
Corpi di ugual peso, e uguale peso specifico, ma di forma diversa, copriranno distanze diverse a seconda del loro Cx, coefficiente di penetrazione aerodinamica.

Il fatto che lasciando lo spago il peso schizza via, è perché hai applicato al sistema spago-peso una potenza per un tempo, il che dà una energia (meno le perdite!!!), è questa energia che lancia il sasso.

così la vede amir

Originariamente inviata da amir

così la vede amir

Per fortuna non sei solo tu che la vedi così!!

Originariamente inviata da Franco52

Mi rifaccio al calcolo, affrontato in un altro topic, della forza centrifuga ... sviluppata da una sfera da 1 Kg che vien fatta girare da un motorino a 50 cm di distanza, a 3.000 g/m.
...che è una forza di trascinamento...un alternatore ...da 200 watts...
...energia,... una buona velocità.
...essendo la forza impressa a 50 cm di distanza...
...Inoltre sull'alternatore agisco come una leva, essendo la forza impressa a 50 cm di distanza....

fai conto che i post precedenti non li abbia scritti.
Penso che dobbiamo stabilire in maniera univoca e condivisa il significato che diamo ai termini che impieghiamo, pertanto chiediamoci: "cosa è una forza?"
Se andiamo su wikipedia cominciamo subito male:
Forza - Wikipedia



le formule mi fanno girare la testa.
Però capisco che la forza è una grandezza fisica vettoriale (vettoriale che vuol dire, che non basta una dimensione a definirla, ma ci vuole anche la direzione e il verso di azione di questa forza), la quale forza si manifesta alterando lo stato di quiete o di moto di un corpo.
La forza si misura in Newton (simbolo S.I. "N").

Un Newton si definisce così:

cioè è la forza che imprime ad un corpo di massa 1 kg (questo è il kg massa, poi c' è il kg forza e il kg peso, lasciamo stare per ora) l' accelerazione di un metro al secondo per ogni secondo che questa forza viene applicata.
Siccome l' accelerazione di gravità terrestre è 9,8 m sec^-2, una massa di 1 kg subisce una forza di 9,8 N, diretta verso il centro della Terra.
Per definire una forza, bisogna indicare anche il punto di applicazione.
Per i nostri scopi e fino a diversa indicazione, si immagina applicata al baricentro del corpo in oggetto.
Il baricentro di una sfera omogenea corrisponde al suo centro, il baricentro di un cubo corrisponde all' incrocio delle diagonali fra gli spigoli, ecc.

Una forza che alteri lo stato di quiete o di moto di un corpo, si dice che lo accelera; un corpo in assenza di gravità e non sottoposto ad altre forze mantiene indefinitamente il suo stato: se è fermo rispetto ad un altro corpo, resta fermo, se si muove, si muove in linea retta a velocità costante (stiamo ragionando di piccole frazioni della velocità della luce, sennò andiamo nei casini).

Poi nei prolegomeni di questa lunga storia c' è "watts", non va bene, si scrive watt (simbolo "W") senza la esse, lo dice il S.I. e noi ci atteniamo pedissequamente.



Non va bene nemmeno questa :"essendo la forza impressa a 50 cm di distanza", bisogna trovare un modo più formale, magari mettere di mezzo il raggio, qualcosa così.

C' è anche "energia", cosa è questa energia, wiki dice (e ci credo) che è definita come "la capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro", quindi, cosè un sistema vedremo poi, intanto l' energia si misura in joule, simbolo S.I. "J" . Il joule è la quantità di energia che ci vuole per imprimere una accelerazione di 1 N per un metro (questo è sbagliato) [Il Joule è la quantità di energia necessaria per spostare di 1 metro una massa di 1 kg con una accelerazione di 1 m/s^2
( le dimensioni sono Forza (Kg*m/s^2) * spostamento (m) (questo è corretto)] , cioè è un newton metro.
Siccome 1 N = 1 kg x 1 m x 1 s^-2, risulta che 1 newton metro = 1 kg x 1 m^2 x 1 s^-2.
Comunque si può anche dire che l' energia è il prodotto tra potenza e tempo.

Per definire "energia" abbiamo introdotto il lavoro, cos' è il lavoro? Questa la so, il lavoro è il prodotto di forza per spostamento, siccome sono grandezze vettoriali tutte e due, il prodotto è scalare, e si misura in joule, (ma anche in wattora Wh) (e anche in altre unità ma lasciamole stare), quindi l' energia e il lavoro sono la stessa cosa.

O.K. andiamo avanti, gedankenexperiment.
Abbiamo un disco, di ferro, sul bordo c' è attaccata una calamita, abbiamo un fantascientifico sensore di attrazione che ci dice quanta forza ci vuole per staccare la calamita; iniziamo a fare girare il disco e vediamo che il sensore ci segnala che questa forza di attrazione diminuisce con l' aumentare della velocità di rotazione (secondo una relazione che non so dire). Quindi è come se ci fosse una forza che vuole staccare la calamita nella direzione del raggio, nel verso dal centro alla periferia del disco.
Da dove viene questa forza? Dunque avevamo detto che una forza è una cosa che altera lo stato di moto o di quiete di un corpo; in assenza di gravità, se un corpo è fermo rispetto ad un altro, e non intervengono altre forze, resta fermo, se si muove continua a muoversi idefinitamente di moto rettilineo uniforme.
Perché allora la calamita invece di andare dritta gira insieme al disco? Perché essa vorrebbe andare dritta, ma essendo attaccata al disco viene continuamente accelerata verso il centro del disco! Accelerazione centripeta si chiama!
La forza che la vuole staccare dal disco, non è la forza centrifuga, è la sua forza di inerzia!!!

E cos' è l' inerzia? (Wiki wiki cosa faremmo senza di te!)
"l'inerzia di un corpo è la proprietà che determina l'opposizione alle variazioni dello stato di moto" e dipende dalla massa del corpo stesso (massa inerziale per completezza, ma non so cosa voglia dire).
La calamita, di suo, andrebbe dritta (già detto eh?), ma non può, e si oppone alla variazione del suo stato di moto.

Bene, forniamo ancora energia al sistema, cioè acceleriamo la rotazione del disco, il nostro sensore ci dice che l' attrazione calamita-disco diminuisce diminuisce diminuisce finché PAH! la calamita si stacca e schizza via. E in che direzione parte? Lungo il raggio che la univa al centro di rotazione? NOOOO! Continua il moto che aveva quando si è staccata, aveva una velocità tangenziale, e perciò parte per la tangente!!!

Ochèi, aggiustiamo un po' tutto il sistema, lo mettiamo sulla superficie della Terra, ma senza aria, senza attriti, il disco è senza peso e infinitamente rigido, l' asse del disco orizzontale, raggio a piacere, la calamita pesa un chilo ed è puntiforme, all' asse del disco ci attacchiamo un motore da un watt (watt, potenza), lo facciamo andare per un' ora precisa, la nostra massa ha acquisito un 'energia di 1 Wh (wattora), siamo tanto bravi da organizzare che allo scoccare preciso dell' ora il raggio che unisce la calamita al centro di rotazione è perfettamente orizzontale e in quell' esatto momento il disco gira così veloce che la calamita si stacca e parte verticalmente verso l' alto, si vuol sapere:
quanto alto viene fiondata la calamita prima di iniziare a ricadere (2 punti);
che velocità anima la calamita quando essa si stacca dal disco (2 punti);
a quanti rpm ruota la massa puntiforme in oggetto, quando essa si stacca dal disco, se esso disco ha raggio = 0,5 metri (1 punto);
dove cavolo ho parcheggiato la macchina (15 punti);
come si fa ad estrarre da un corpo più energia di quanta esso corpo possieda (1 x 10^10^10 punti, Nobel, tessera gratis per lo stadio, 1 prosciutto e 1 forma di pecorino stagionato).

Salvo errori.

amir

PS: rimane questa, me ne ero dimenticato: "Inoltre sull'alternatore agisco come una leva, essendo la forza impressa a 50 cm di distanza".
Beh scusa con poca spesa in più ci metti una leva di un paio di metri, fai chilowatt a pacchi. Ma non era la stessa idea di Joseph Newman (cerca nel forum), quello che parlava con dio??:
The Energy Machine di Joseph Newman


comunque sei incredibile, almeno le leve te le potresti studiare!

grazie a jowind per l' attenzione e la pazienza nel rivedere quanto sopra

Bravo Amir...

Ma riesci succhiare una "Fruit Joy" senza masticarla?

L'unica cosa un po' imprecisa e da ridefinire è la seguente:

Originariamente inviata da amir

Il joule è la quantità di energia che ci vuole per imprimere una accelerazione di 1 N per un metro

L'accelerazione si misura in m/s^2 non in N

Più tardi ti do le risposte al tuo quesito!

Originariamente inviata da jowind

...
Ma riesci succhiare una "Fruit Joy" senza masticarla?

L'unica cosa ... da ridefinire è la seguente:
"Il joule è la quantità di energia che ci vuole per imprimere una accelerazione di 1 N per un metro"
L'accelerazione si misura in m/s^2 non in N ...

Grazie per l' attento rewiewing.

Dunque sarebbe corretto dire:
"il joule è la misura dell' energia necessaria per accelerare di 1 m s^2 una massa di 1 kg"?
in altre parole, una massa di 1 kg che si muove a 1 m s possiede un' energia cinetica di 1 J rispetto al punto verso il quale si muove?

se questo è corretto, allora
1) applicando la forza di 1 N a una massa di 2 kg, questa massa se non soggetta ad altre forze accelererà di 0,5 m s^2, e acquisterà comunque 1 J di energia per ogni secondo che questa forza agisce su di essa ( 1 J s^2?);
2) una massa di 1 kg mantenuta a 1 m da terra possiede una energia potenziale di 9,8 J;
3) per sollevare verticalmente (nella gravità terrestre) una massa di 1 kg per 1 m, devo applicare una forza di 9,8 N;
4) per sollevare verticalmente una massa di 1 kg in 1 s, devo applicare una potenza di 9,8 W.

Se ho toppato, cerca di spiegarmi come funziona.
Se non ho toppato, correggo il post.
le caramelle non ce la faccio a non masticarle, da cosa l' hai capito?

amir

Attenzione, quanto sopra è tutto sbagliato, usare questo metodo per calcolare macchine e strutture può essere pericoloso, e portare a perdita di beni e/o mettere a repentaglio la vostra e altrui incolumità, pertanto declino ogni responsabilità. amir

Originariamente inviata da amir

"il joule è la misura dell' energia necessaria per accelerare di 1 m s^2 una massa di 1 kg"?

Correggo:
Il Joule è la quantità di energia necessaria per spostare di 1 metro una massa di 1 kg con una accelerazione di 1 m/s^2
(come vedi ci sono le dimensioni di Forza (Kg*m/s^2) * spostamento (m) ).

Originariamente inviata da amir

in altre parole, una massa di 1 kg che si muove a 1 m s possiede un' energia cinetica di 1 J rispetto al punto verso il quale si muove?

Correggo:
Energia cinetica=1/2 MV^2
quindi, una massa di 1 kg ad una velocità di 1m/s possiede 0,5J di energia cinetica.

Originariamente inviata da amir

e acquisterà comunque 1 J di energia per ogni secondo che questa forza agisce su di essa ( 1 J s^2?);

non si scrive J/s^2, perchè i Secondi alla -2 sono già compresi nella dimensione di J.

Originariamente inviata da amir

2) una massa di 1 kg mantenuta a 1 m da terra possiede una energia potenziale di 9,8 N;

Correggo:
L'energia potenziale non si misura in N
Di sicuro un tuo errore di distrazione: Energia potenziale=9.8J

Originariamente inviata da amir

3) per sollevare verticalmente (nella gravità terrestre) una massa di 1 kg per 1 m, devo applicare una forza di 9,8 N;

Correggo:
servono 9,8N se la massa deve essere spostata con una accelerazione di 1m/s^2

Originariamente inviata da amir

4) per sollevare verticalmente una massa di 1 kg in 1 s, devo applicare una potenza di 9,8 W.

Correggo:
devi aggiungere spostarla di 1 metro e dopo 1 sec deve posserede una velocità di 1m/s

Risposte ai precedenti quesiti:

Conservazione dell’energia:
Energia Cinetica finale = Energia introdotta in 1 ora
1/2M V^2 = 1 Wh = 3600J = 3600 kg m^2/s^2

V = SQRT(7200) = 84,85 m/s
Dalla Cinematica, si ricava la velocità “V” alla quale giunge un corpo cadendo da una altezza H e partendo da velocità nulla; esse corrisponde alla stessa quota alla quale giunge un corpo lanciato in verticale con velocità iniziale “V” verso l’alto:
V = SQRT(2gH)
Quindi:
H = V^2/2g = 7200/19.62 = 366,97 m

Conoscendo la velocità tangenziale del corpo si può ricavare la velocità angolare del disco in quel momento:
Omega = V/r = 84,85 / 0,5 = 169,7 rad/s

Essa corrisponde a:
N = (60 * Omega)/2*3,14 = 1621,33 giri/min (rpm)

Jowind,
grazie della pazienza.

Ora vado un po' dietro alla lavagna.

amir

Pare anche che al promotore della discussione non importi delle risposte avute.

No, anzi, li ringrazio per il loro lavoro senza retribuzione.
Però a me c'è qualcosa che non convince.........
Cercherò di fare qualche esperimento!

http://www.petar-bosnic-petrus.com/a...levitation.pdf

Forze fondamentali – La prima teoria scientifica sull'origine della forza di gravità - Per conoscere il segreto dell'energia universale - Forze fondamentali - Tecnologia - © Michele Coluccia

Però a me c'è qualcosa che non convince.........
Cercherò di fare qualche esperimento!

Alleluja! Speriamo che tu almeno impari cosa significa 'toccare con mano'...
A proposito: 'sto michele coluccia cercò già a suo tempo di postare le sue pazzie in questo forum, ritrovandosi regolarmente sbugiardato (senza contare che sono anni che la mena con l''imminente' successo delle sue teorie, senza che un'ameba gliel'abbia confermate). Sei pregato di evitare di riproporle a tua volta, grazie!

Originariamente inviata da Franco52

Che ne pensate?

Uffa!
Avevo già spiegato nell'altra discussione, che serve un regolatore di Watt e che la rotazione dell'asse di questo regolatore deve essere variabile (moto circolare alternato).

Il pistone di Watt mantiene gli attriti e altro.

Certamente il pistone di watt può produrre una forza di migliaia di newton, però il movimento del pistone è lento, e allora serve anche un amplificatore di velocità il quale riduce la tremenda forza e aumenta la velocità.

YouTube - OBM Angular Force Generator in Action.

Come al solito c'è qualcuno che non lo sa e lo costruisci.... non so se va però almeno ci ha provato.

Ciao

e ti è stato spiegato in modo ragionato del perché il regolatore di Watt è inidoneo. Pensi di sautare pure questo thread?

quanto alla tua osservazione, livingreen, all'autore del thread non importa delle risposte date perché se ha abbracciato le teorie di coluccia già considera ogni altra spiegazione razionale come 'ciarlatana'.

Originariamente inviata da jowind

Originariamente inviata da amir

3) per sollevare verticalmente (nella gravità terrestre) una massa di 1 kg per 1 m, devo applicare una forza di 9,8 N;

Correggo:
servono 9,8N se la massa deve essere spostata con una accelerazione di 1m/s^2

Ho sbagliato,
Se applichi una forza di 9,8N (diretta verso l'alto) ad una massa di 1kg, essa rimane in equilibrio con la forza peso (diretta verso il basso) e quindi tale massa non si sposta verticalmente.

A proposito di esperimenti sulla forza centrifuga,
volevo mostrare questo video di un amico
in cui l'apparato in rotazione varia di peso rispetto a quando è fermo:

http://www.youtube.com/v/jUeINAD39SA...ram%3E%3Cparam

Originariamente inviata da Franco52

...l'apparato in rotazione varia di peso rispetto a quando è fermo...

OK!
Questo è un eperimento fatto bene.

Purtroppo, forse l'intenzione dell'autore era diversa da ciò che in realtà rappresenta.

A questo punto bisogna riconoscere e valutare i risultati dell'esperimento e trovare la motivazione di quell'aumento di peso.

La forza centrifuga non è direttamente responsabile di quella variazione di peso; inffati essa fa solamente in modo che i due pendoli laterali si sollevino; ciò che l'apparato diviene durante il moto è semplicemente un'elica.
La variazione di peso è essenzialmente dovuta all'aerodinamica dell'apparato, che senza volerlo, muove dell'aria verso l'alto e per reazione (come avviene negli aerei) l'elica è spinta verso il basso generando una spinta sulla bilancia e quindi un aumento di peso.

Una situazione simile si può verificare con un ventilatore, con asse dell'elica posto in verticale, se l'elica spinge l'aria verso l'alto sulla bilancia si evidenzia un aumento di peso, se spinge l'aria verso il basso si vedrà una dimizione di peso.

Nulla di strano dunque!

Originariamente inviata da jowind

trovare la motivazione di quell'aumento di peso.

Tra l'altro noto che la bilancia segna i valori maggiori in fase di avviamento/arresto durante le quali si riesce a notare, anche a occhio, che l'apparato vibra. Potrebbe essere che la bilancia segna un "valor medio" dell'intensità delle vibrazioni... O ciò non è plausibile? La bilancia che ho in casa, se tamburello sul piatto, segna pur sempre un valore...