Alterazione della forza perso

[Gabrieleci]

Niente di astruso,solo un'altra domanda. Sarò grato a chi mi vorrà rispondere.

All'interno di una vasca d'acqua,se ho un'elica che viene spinta verticalmente verso l'alto,questa inizierà a ruotare.
Mi chiedo,sul fondo la pressione dell'acqua diminuirà dato che andrò a "comprimere" verso l'alto dell'acqua che contribuisce a determinare il peso totale della vasca?

Merci

[nll]

Il fatto che sia un'elica non sfugge alle leggi della fisica: fin tanto che il sistema è chiuso, i rapporti delle forze in gioco non variano. Questo anche se al posto dell'elica hai un martello, oppure una piuma.

Tutta la forza che imprimi all'elica per portarla in alto, la devi per forza scaricare sull'acqua sottostante, per il principio di azione e reazione (forza uguale e contraria), il fatto che l'elica giri è solo dovuto alla sua forma e alle risultanti della stessa forza utilizzata per spingerla in alto, quindi rientra nel principio appena citato.

[Gabrieleci]

Fino qui ti do ragione nll. Tuttavia io dispongo di un sistema teorico che è analogo ad un pallone pieno d'aria che risale con attaccata un'elica. In questo caso,la resistenza dell'elica verrà scaricata sul pallone che tende a risalire... e sul fondo della vasca,ci sarà qualche reazione?differenza di pressione? Grazie per le risposte.

[nll]

Se il pallone pieno d'aria è immerso nel fluido, vale la regola del principio di Archimede: alla fisica non puoi sfuggire, neppure con la fantasia, se vuoi darne una spiegazione logica, ma se ti accontenti di altra fantasia come risposta... la risposta te la puoi dare da solo, non serve che sia per forza rispondente alla verità.

[Gabrieleci]

di primo achito direi che sul fondo la pressione e quindi il peso del sistema rimane uguale. Io di certo ricorro alla fantasia per formulare le mie congetture attraverso i disegni che faccio...tutto perchè credo che con la gravità io possa ottenere dell'energia. Sono i comportamenti che si sviluppano dai sistemi che invento che mi interessano. Ora ho appunto un caso in cui il comportamento potrebbe essere rappresentato da un pallone d'aria che sale verso l'alto. l'unico modo che riesco a ponderare per estrarre energia da questo moto è appunto quello di un'elica da fissarvici sopra. Il sistema che utilizzo per estrarre energia,non deve però influire negativamente,ovvero far pesare di meno,il contenitore pieno di liquido. Se così fosse sarebbe credo inutile estrarre energia a causa del fatto che poi dovrei resstituirla. Guarda di che parlo... il pistone verde si muove verso l'alto con l'abbassarsi del contenitore. E' fermo rispetto all'ambiente,ma si muove rispetto al contenitore.

Forse ho trovato!

[BesselKn]

credo che con la gravità io possa ottenere dell'energia.

Lungo un percorso chiuso: sei già fuori strada...

[Gabrieleci]

Non lo so. Se ci affidiamo ciecamente alle regole,e possibile che QUESTE possano portarci fuori strada... io la butto li,se qualcuno apprezzerà intervenire,io farò altrettanto:

Scordatevi il contrappeso

La mia soluzione prevede di far alzare e abbassare il pistone previo un suo isolamento dalla camera superiore. Scaricando il peso dell'acqua del "contenitore lungo " in alto a destra ottengo che il pistone verde tenderà a spingere verso l'alto. Permettendo all'acqua di risalire attraverso il tubo dove si legge fisso,il pistone genererà un energia che è uguale a Fxs. In toto sarà di 0.25Kgx5m. (posso descrivervi come accada). Ora avremo che il livello lungo il tubo arancio sarà salito di 5 metri,contenendo 0.25Kg di acqua. Se io dovessi riportare in basso il pistone verde,dovrei "muovere" la massa d'acqua fin sulla cima in alto a destra,quindi per 10 metri. Io ritengo che il lavoro compiuto nel ciclo chiuso,consistente nel muovere la massa d'acqua fin sulla cima per poi riabbassare il pistone prelevi più energia di quella fornita dal pistone nella fase di risalita. Se questo fosse vero,potremmo azionare il congegno al contrario per ottenere del lavoro.

T.A.F.

[nll]

Metti insieme il principio di Archimede, i vasi comunicanti, la tensione superficiale, la gravità, o quel che altro vuoi, la sostanza non cambia: non sei tu a decidere quali grandezze considerare e quali trascurare, lo fa già la fisica e purtroppo lo fa senza alcun riguardo nei tuoi confronti.

Se qualcosa (qualunque) la muovi in direzione contraria alla gravità (la sollevi) userai una forza proporzionale alla massa per, appunto, l'accelerazione di gravità, non si scappa! Se usi una leva e un fulcro per fare meno forza, dovrai comunque fare più strada (nel senso che dovrai tenere conto del punto di applicazione delle forze, quella peso e quella che usi per sollevarlo), imprimendo un momento al sistema.

Si tratta dei principi basilari, possibile che non vi venga in mente di studiare un pochino sui libri della scuola media inferiore??? Queste cose le insegnano già lì, non c'è bisogno di quelli delle superiori, o peggio di quelli dell'università.

Scusa Gabrieleci, ma davvero si rimane basiti quando si devono riprendere per l'ennesima volta (non sei il primo in questo forum a fare di queste domande) temi di una tale banalità.

[BesselKn]

ritengo che il lavoro compiuto nel ciclo chiuso,consistente nel muovere la massa d'acqua fin sulla cima per poi riabbassare il pistone prelevi più energia di quella fornita dal pistone nella fase di risalita

Ah, sì? E qual è questo misterioso "serbatoio" di energia cui attingere senza fine???

[Gabrieleci]

Forse protreste allora indicarmi una formula che fa al caso mio. Se sul pistone agisce la forza dell'acqua dal basso verso l'alto inizialmente con una forza di 0.5kg,a fine corsa di 0kg,in maniera proporzionale;come considero l'energia trasformata? tralasciando gli attriti si intende...

Ah, sì? E qual è questo misterioso "serbatoio" di energia cui attingere senza fine??? ---->Credo si tratti della Volontà

[nll]

Ma quale formula vuoi??? Se non esiste un generatore di energia che funziona nel modo che credi, come pensi che ti si possa dare la formula del suo funzionamento?


La spinta che riceve un oggetto immerso in un fluido (prendiamo il caso dell'acqua, abbiamo 1kg/dm³) non è gratis! Se l'oggetto è immerso ti restituisce né più, né meno (salvo attriti e tensione superficiale) la stessa forza che ci devi mettere, o che ci hai già messo, per immergerlo!!!

Nessun extra d'energia da immagazzinare, e nemmeno da utilizzare subito.

[Gabrieleci]

Io parto dall'ipotesi che mi trovi in una condizione di equilibrio. Altero l'equilibrio modificando i suoi parametri attraverso un'azione che teoricamente non richiede un'energia tale da considerarsi tale,ovvero prossima allo 0. Questa energia verrà poi restituita probabilmente sottoforma di attrito . Vi ripeto ;qual'è l'energia che si sviluppa nella situazione in cui un pistone sottoposto ad una pressione che varia da 0.5kg a 0 kg per una corsa di 5 metri,considerando nulli gli attriti,può sviluppare? E' o meno uguale all'energia che io devo fornire al sistema per sollevare di dieci metri 0.25kg ?

Grazie

[nll]

Allora non ci siamo capiti: se alteri l'equilibrio è perché comunque ci metti dell'energia (come modifichi i parametri?), quella stessa energia, decurtata del fattore di rendimento, ti viene restituita! Se è trascurabile quando ce la metti, ancor più trascurabile è quando te la vuoi riprendere.

[Gabrieleci]

Per modificare la pressione che inizialmente è uguale sulle due facce del pistone,chiudo la paratia alla base di quella specie di camino,nel disegno,e faccio agire il peso della paratia sul pistone verde...tutto qui. Si svilupperà la rottura dell'equilibrio e il pistone tenderà a salire,facendo salire il livello dell'acqua nel tubo arancione.

Tuttavia noto ora che il lavoro che ottengo dal pistone è uguale a quello che mi serve per spostare l'acqua sopra il "camino"...

Devo trovare un'altro modo per sfruttare l'energia del pistone che sale...

[trap5]

Per modificare la pressione ...pistone...paratia ...camino,...pistone verde

Sicuramente non è possibile produrre energia dal "nulla", ma se mi rifai il disegno spiegandomi più chiaramente conto di riuscire a convincerti.
In particolare nel disegno dovrebbe essere visibile dove è aperto (es l'acqua è sovrastata dall'atmosfera) e dove è chiuso

[Gabrieleci]

Il funzionamento è indiscutibile,se attraverso il contrappeso abbasso l'apparato, il pistone verde "resiste" alla discesca,consentendo di tenere sollevato un oggetto di massa fissa. Il nodo della questione credo sia quello di poter trasformare quella capacità di opporsi alla discesa,in un'energia. In pratica io faccio discendere e poi risalire in seguito l'apparato ,senza consumare energia (teoricamente,al fine dei calcoli),mentre questo pistone verde si muove rispetto al contenitore verso l'alto. Tuttavia io non posso collegare un generatore di corrente al pistone verde perchè non c'è,credo,un posto dove si possa piazzare a causa del fatto che il lavoro fatto dal pistone verde sul generatore altererebbe il peso del contenitore vanificando l'energia generata per i miei fini,l'overunity. Pensavo attraverso un'elica appunto,ma credo questa alteri la pressione sul fondo...

P.S. Immaginate che il tutto sia chiuso,intendo nel disegno!

[nll]

Non ci siamo ancora! Facciano una cosa: disegna ogni fase del movimento, ogni applicazione di forza, dai un valore alle superfici e ai volumi e spiega il perché hai deciso che debbano essere proprio quelli e non altri (nel caso siano ininfluenti, dillo e scrivi che assumi comunque di usare tale valore). Il solo disegno iniziale non è assolutamente "indiscutibile", anzi, ne stiamo proprio discutendo!

[Gabrieleci]

Sono piuttosto pigro,dovete perdonarmi. Appena pronto il disegno,ve lo posterò. Comunque credo di aver trovato un punto di applicazione della forza...il contrappeso; dispondendo di una giusta leva.

Ripeto appena posso vi schematizzo il tutto. Cmq funziona più o meno così:
Come vedete c'è una vasca a forma di L contraria con all'interno un pistone. La parte in arancio è una parete fissa. Nella situazione di partenza, il pistone si trova in equilibrio avendo una faccia a 15 metri di profondità nell'acqua e le altre due rispettivamente a 25m e a 10 m(quella a 10 è la metà di quella a 25) quindi-> 15+15=25+5,equilibrio.

Per alterare l'equilibrio scarico il peso dell'acqua contenuta nel "camino" direttamente sul pistone attraverso una paratia mobile...
Verrà quindi a crearsi una pressione maggiore sul pistone tale da spingerlo in alto con una forza di 0.5kg(dato che il pistone è largo sopra 2cm^2 e sotto 1cm^2).

Abbassando quindi il contenitore il pistone rimarrà fermo mentre tutto il resto eccetto la parte arancio fissa scenderà. L'energia della discesa sarà data dalla somma delle pressioni verticali dirette verso il basso. Ho calcolato per l'esempio 3.25KG.

Quando dovrò rialzare l'apparato lo farò tenendo conto che il pistone si sarà espanso...e in tale situazione risalirà. Il sistema peserà inizialmente 3Kg per giungere alla sommità in 3.5 kg. La media del peso è 3.25 quindi niente overunity.
In cima riabbasserò il pistone tenendo conto che la paratia è ora aperta e non scarica più il peso dell'acqua sul pistone,con una spesa energetica dovuta agli attriti.

La mia soluzione è questa:

Appoggiare una barra di metallo da un lato sul pistone esercitando una forza di 0.5kg(vinti) e dall'altro lato su un contrappeso 0.5kg+il contrappeso in se 2.75kg. In obliquo. Facendo scendere il marchingegno,otterrò che alla fine la barra sarà orizzontale. Nel punto centrale la ruoto per riottenere l'angolo iniziale,e la traslo orizzontalmente(quindi niente energia da spendere teoricamente). A questo punto scarico il peso completo della barra sul contrappeso,che si troverà con un peso da sollevare di 3(ricordate prima?) metre esso peserà 3.75 (contrappeso2.75 +1 di barra). Solleveròil contenitore per 2.5metri(metà percorso)-riposizionerò la barra che sarà ora già con l'angolo e l'altezza esatta,e finisco di sollevare il tutto.

Secondo i miei calcoli l'energia data dal primo tratto sarà uguale all'energia sottratta nel secondo;tuttavia mi troverò in una situazione ora in cui l'angolo della barra è più ampio a causa del pistone espanso.Su questo graverà una forza verticale di 0.5 kg che potrà agire per 5 metri (l'espansione del pistone) avendo quindi un surplus energetico di 0.5kgx9.81m/s^2x5m (mgh) quindi 24 J.

[amir]

... qual'è l'energia che si sviluppa nella situazione in cui un pistone sottoposto ad una pressione che varia da 0.5kg a 0 kg per una corsa di 5 metri,considerando nulli gli attriti ... ? E' o meno uguale all'energia che io devo fornire al sistema per sollevare di dieci metri 0.25kg ?...

La pressione si esprime in forza/superficie (esempio: chilogrammi su centimetro quadrato) non con la sola forza (chilogrammi).
Comunque, l' energia (lavoro) è data da forza per spostamento; perciò par sollevare una massa di 0,5 kg di 5 metri bisogna tanto lavoro quanto ne serve per alzare di 10 metri una massa di 0,25 kg (in un campo gravitazionale uniforme).
E' lo stesso lavoro che si può (teoricamente) recuperare lasciando scendere il grave alla quota di partenza; non c'è leva ingranaggio o gàbola che lo possa aumentare, né diminuire.
Salvo dimostrazione del contrario ovviamente.

amir

[trap5]

Ho fatto un disegno col poco che ho capito (e con molte domande).
Guarda se è corretto e fammi qualche delucidazione

[Gabrieleci]

Tutto giusto tranne che dove hai scritto aperto,li ci và un cilindro fisso. Muovendosi l'apparato verso il basso permetterà al volume interno di aumentare...

[trap5]

Espongo quello che credo di aver capito:
la parte disegnata in verde nel disegno è vincolata a terra, quindi è sempre ferma rispetto al mondo esterno;
la parte marrone, può scorrere e forma due camere piene d'aria dove ci sono due paratie mobili* che fanno variare di volume queste due camere;
in alto a sinistra c'è un tubo chiuso ad un'estremità, pieno d'acqua e vincolato a terra;
la vasca che contiene il tutto è disegnata in nero ed ha un contrappeso che la tiene in equilibrio su un fulcro.

*le paratie (verdi) sono mobili rispetto alle camere ma fisse rispetto al mondo


Non ho ben capito se la vasca (nera) si deve muovere oppure no. Inoltre mi devi spiegare dove bisogna applicare le forze per far funzionare il marchingegno e dove ci si "attacca" per ricavare energia

[Gabrieleci]

Ammiro il tuo interesse ma devo avvertirti che ho trovato l'errore. Era un errore concettuale...niente OU...

[Gabrieleci]

Penso possa scrivere qui.

Una domanda. Se un corpo cade dall'altezza di 1 metro,subendo una trasformazione della massa, iniziale di 1kg e una massa finale di 0kg,come trovo l'energia cinetica della caduta? Io credo si faccia [(1+0)/2] kg*1m*9.81m/s^2 giusto?

Oppure il grafico dell'energia cinetica da 0 a 1 è una curva e non una retta?

[trap5]

Prima devi spiegarmi come fa a perdere massa. Si stacca semplicemente? Oppure viene espulsa sparata all'indietro?

In ogni caso l'energia totale [del "CORPO" (che in realtà non esiste più, dato che la sua massa diventa 0 kg) + quella dei frammenti] è uguale all'energia potenziale iniziale, ovvero mgh= 1kg* 9.81m/s^2 *1m =9.81 J

[Gabrieleci]

Spiegarti come fà a perdere massa sarebbe un pò complicato. So bene che l'energia potenziale del corpo è 9.81 J,ma di un corpo che pesa 1kg per tutto il percorso. Io sono nella situazione in cui questo corpo "pesa" inizialmente 1kg e alla fine 0kg,diminuendo linearmente per il tragitto.ovvero a 0.5metri peserà 0.5 kg- Non credo sia quindi di 9.81J l'energia cinetica prodotta alla fine...

[Lupino]

...Oppure il grafico dell'energia cinetica da 0 a 1 è una curva e non una retta? ...

Il tipo di grafico è direttamente influenzato dalla tipologia di trasformazione della massa... se essa è costante nel tempo di caduta otterrai una curva con Ec max (vertice della curva) a metà della caduta e a pari a 0 al termine della stessa

[trap5]

Se all'inizio ha un'energia di 9,81 J, alla fine, da qualche parte, ci sono tutti i 9,81 J.
Se non mi spieghi la dinamica della caduta spiegandomi anche dove finisce l'altra massa, non posso dirti quanti di questi 9,81 J si sono trasformati in energia cinetica. Potrebbero essersi trasformati in calore o in parte in energia cinetica e in parte in calore.
Ciò che è certo è che non è sparita massa (a meno di reazioni nucleari) e non è sparita energia.

[Lupino]

Su trap5, un pò di fantasia, immagina un contenitore con una pompetta attaccato ad un palloncino riempito di Elio in modo da avere nel sistema così ottenuto un Energia potenziale gravitazionale pari a 0.
Riempiamo il contenitore con un kg d'acqua per cui Ep diventerà (come hai detto tu stesso) 9,81 J e, una volta accesa la pompetta, lasciamolo cadere. Se la portata della pompetta sarà tale da svuotare il contenitore nel tempo di caduta, all'arrivo si avrà Ec =Ep=0.

E' ovvio che nella realtà la Ep dell'accrocchio contenitore/pallone/pompa non viene veramente annullata ma solo, almeno dal punto di vista dell'osservatore, "aggirata"

Alla veloce... il grafico di Ec ed Ep

[endymion70]

Note di Moderazione: nll Non sono ammesse le citazioni integrali. Considera che puoi utilizzare i riferimenti al messaggio (Autore, data e ora, oppure il link). Violazione art.3 del regolamento.

Non ho letto tutto, ma in questi casi devi semplicemente ripartire dalla formulazione del secondo principio nella sua forma originale, che prevede anche variazioni di massa:

F=dp/dt, dove p=mv è la quantità di moto. Ovviamente devi conoscere la legge divariazione della massa.

E' tutt'altro che un caso usuale, basti pensare ad un missile che parte e che consuma tonnellate di carburante, con sensibili diminuzioni della massa.