Il pendolino nell’auto che accelera: le forze apparenti
Un pendolino appeso al tetto di un’auto resta verticale se l’auto va a velocità costante, e si inclina se accelera o frena. Da terra si capisce subito: il filo deve tirare la pallina in avanti. Da dentro l’auto sembra che una forza misteriosa la spinga indietro: è una forza apparente.
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forza apparente = −m a
Da terra: la pallina accelera insieme all’auto, quindi serve una forza orizzontale m a. Gliela dà il filo, inclinandosi: la tensione ha una componente in avanti che accelera la pallina e una verso l’alto che regge il peso. All’equilibrio tan θ = a / g.
Da dentro l’auto la pallina è ferma, eppure il filo è inclinato: per far tornare i conti bisogna aggiungere una forza apparente −m a, opposta all’accelerazione. Non la esercita nessun corpo: esiste solo perché il riferimento accelera.
Un riferimento in cui vale il principio d’inerzia si dice inerziale: la strada lo è (con buona approssimazione), l’auto che accelera no. È la stessa spinta che senti schiacciarti al sedile quando l’auto parte.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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