martedì 24 marzo 2020

STAR WARS III: La vendetta dei sith

 STAR WARS III: La vendetta dei Sith
"Prediamo l'ascensore"



INTRODUZIONE:
Star wars, famosissima saga fantasy composta da 9 film più alcuni spin-off , serie TV e film aggiuntivi, ci narra la storia di una galassia lontana lontana. I primi sei film ci raccontano la vita di Anakin Skywalker che poi diverrà Darth Vader e dei suoi figli Luke e Leia.
Prima di tutto dobbiamo fare una piccola introduzione per spiegare cos'è la forza; Wikipedia ci offre un'ttima definizione:
"La Forza, nell'universo fantascientifico di Guerre Stellari, è un campo di energia mistico generato da tutti gli esseri viventi che pervade l'universo e tutto ciò che esso contiene. Essa dona a coloro che sono in grado di percepirla e di sfruttarla dei poteri sovrumani, che spaziano dalla telecinesi, alla precognizione, alla percezione extrasensoriale. Tra i gruppi sensibili alla Forza figurano i Jedi, che si dedica al suo studio per proteggere la galassia, e i Sith, che sfruttano il suo lato oscuro per accrescere il loro potere e per scopi malvagi."

Il film preso in considerazione è il terzo, in ordine di avvenimenti, in questo film vediamo come Anakin Skywalker, Jedi molto potente addestrato da Obi wan Kenobi, passa al lato oscuro della forza, divenendo così un Sith e voltando le spalle all'ordine Jedi e alla repubblica galattica, che crolleranno, portando la galassia ad un lungo periodo di tirannide Sith. 

Qui il link per vedere il trailer del film:https://youtu.be/cfGkx6QK5x8

Il fenomeno che andremo ad analizzare in questo articolo ha poco a che vedere con le battaglie intergalattiche, è un fenomeno a cui siamo spesso soggetti, specialmente per chiunque abiti in un condominio, mi sto riferendo all'utilizzo di un ascensore. Esatto, tra un duello e un altro i due maestri jedi Anakin Skywalker e Obi wan Kenobi hanno trovato il tempo per prendere un'ascensore, i due, devono portare in salvo il senatore Paplpatine, rapito da un lord Sith, e per arrivare alla stanza dove viene tenuto prigioniero saliranno su un ascensore.

Un ascensore è un impianto di sollevamento per persone da un piano all’altro negli edifici o, più in generale, fra punti di diverso livello, costituito essenzialmente da una cabina che scorre verticalmente tra due guide, sostenuta da funi d’acciaio che si avvolgono su un argano, generalmente elettrico. E' un oggetto di uso comune. 
A sinistra Anakin Skywalker(Hayden Christensen) e a destra Obi Wan Kenobi(Ewan McGregor) dentro l'ascensore.

L'ascensore, è un sistema di riferimento non inerziale, almeno per quei pochi secondi in cui esso accelera per mettersi in moto e decelera per fermarsi al piano desiderato. Per la restante parte del tempo invece viaggia ad una velocità costante e può dunque essere considerato come un sistema inerziale.

Ora prenderemo in considerazione i momenti in cui l'ascensora accelera.
Dalo studio dei sistemi non inerziali sappiamo che un osservatore in un riferimento non inerziale osserva una o più forze apparenti che intervengono nella descrizione del moto, ciò capita anche nel caso dell'ascensore e in questo contesto parliamo di Peso apparente.

È esperienza comune, quando prendiamo l'ascensore per salire da un piano a un altro, di sentirsi schiacciati verso il basso durante la fase di accelerazione, come se improvvisamente la forza di gravità si fosse fatta più intensa. Quello dell'ascensore è un moto rettilineo
uniformemente accelerato;l'accelerazione   a′  avvertita nel sistema in moto  S′ (l'ascensore) rispetto all'accelerazione     ⃗a  misurata da un osservatore esterno in un sistema di riferimento inerziale è data da:


  •                                                                a′ =       a  -    ⃗ aₒ   


dove  ⃗ aₒ denota l'acelerazione nel sistema S′ rispetto al sistema S.

Moltiplicando per la massa di una persona che si trova all'interno dell'ascensore:
                                 

  •                                                       a′ =        a  - m  ⃗ aₒ             


Otteniamo quindi una relazione tra forze:



  •                                                       ⃗  Fₒ=  ⃗  F  -  ⃗  Fₒ

Nela formula appena scritta   ⃗  Fₒ  indica la forza apparente dovuta all'accelerazione 
del sistema di riferimento dell'ascensore, e che come già sappiamo non viene 
percepita dall'osservatore esterno in S.     
Nel caso specifico considerato, e in riferimento alla forza peso, chiameremo peso 
apparente   Fₒ . 

Per studiare il peso apparente in un sistema di riferimendo non inerziale 
consideriamo quattro diverse situazioni: 

  1. ascensore che accelera in salita, 
  2. ascensore che decelera in salita, 
  3. ascensore che accelera in discesa, 
  4. ascensore che decelera in discesa       
In ciascuno di tali casi cercheròdi esplicitare la precedente relazione vettoriale e di 
trarre le dovute conclusioni riguardo all'effetto del peso apparente   ⃗ Fₒ .

AAS) Nel momento in cui l'ascensore parte e accelera verso l'alto,la persona che si 

trova al suo interno è soggetta ad una forza   Fₒ , ora osserveremo la forza F′ che 
viene osservata dalla persona nel sistema inerziale S′.

Alla forza peso  ⃗⃗⃗ Fp,  così come la vede un osservatore esterno, viene ad aggiungersi 

una forza dovuta al moto del sistema di riferimento accelerato rappresentato 
dall'ascensore. Se scegliamo un sistema di riferimento unidimensionale S con verso 
delle coordinate crescenti rivolto verso il basso, allora possiamo abbandonare la 
notazione vettoriale ed esprimere le forze in gioco attribuendo ad esse uno 
specifico segno:

  • la forza peso    Fp è positiva
  • La forza apparente ⃗ Fₒ = -Fₒ è negativa, perchè diretta verdo l'alto
  •  come l'accelerazione di S′ rispetto ad S



Dalla relazione presa in considerazione sopra otteniamo:
  •                                                                          F′=  Fp  - ( - Fₒ)                                                                    
otteniamo così la formula del peso apparente:
  •                                                                           F′=  Fp  + Fₒ  
                                                                     (Ascensore che accelera in salita)
La persona all'interno dell'ascensore avverte una forza che è data dalla somma 
della sua forza peso e del peso apparente che fa sì che, in questa situazione 
l'osservatore in    S′  si senta più pesante.   Fₒ    è il peso apparente che viene percepito 
unicamente dall'osservatore che si trova nel sistema di riferimento non inerziale.


ADS)  Il contario accade quando l'ascensore, salendo, rallenta per fermarsi al piano desiderato. In tal caso l'osservatore in S′ si sentirà più leggero. In questa situazione l'accelerazione     aₒ      dell'ascensore è diretta verso il basso ed è concorde al peso apparente    Fₒ , che diventa un vettore concorde alla forza peso. 
Per l'osservatore nel sistema non inerziale risulta quindi:

  •              F′=  Fp  - Fₒ  
(ascensore decelera in salita)
e la forza percepita da chi si trova all'interno dell'ascensore è minore della forza peso. Risultato ci si sente più leggeri

AAD) La situazione è invertita nel momento in cui l'ascensore, anziché muoversi verso l'alto, scende. In questo caso, quando l'ascensore accelera per scendere, la forza  Fₒ  è concorde alla forza peso e ci si sente più leggeri. 
In riferimento al sistema di coordinate fissato in precedenza risulta:

  • F′=  Fp  - Fₒ  
(Ascensore accelera in discesa)


ADD) Quando l'ascensore decelera per fermarsi, ci si sente più pesanti.


  •  F′=  Fp  + Fₒ 

Da ultimo osserviamo che, se ci mettessimo sulla bilancia mentre l'ascensore è in movimento, vedremmo il valore del nostro peso(inteso come forza peso) crescere o diminuire a seconda della situazione. Non è la nostra massa a cambiare, quella che cambia è la forza con la quale la bilancia viene schiacciata e quest'ultima cambia a causa del peso apparente.
E' possibile avere più informazioni riguardo quest'ultimo argomento guardando questo video allegato in link:peso in ascensore






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