Problema 6.1.1
Nell’interno di un ascensore, in piedi su un pesapersone, si trova un ragazzo la cui massa è m=40Kg.
Calcolare quale peso indica la bilancia nei seguenti casi:
a) quando l’ascensore sale con velocità costante v=3,0m/s;
b) quando l’ascensore scende con la stessa velocità costante;
c) quando l’ascensore accelera verso l’alto con a=2,0m/s2;
d) quando l’ascensore accelera verso il basso con a=2,0m/s2;
e) quando l’ascensore, per la rottura del cavo, precipita in caduta libera (esperienza non consigliabile, la supporremo soltanto).
a) e b) In questi due casi la bilancia misura il peso effettivo del ragazzo P=mg=392 N. Il sistema di riferimento solidale con l’ascensore è un sistema inerziale (v=cost);
c) d) e) In questi tre casi il sistema di riferimento solidale con l’ascensore non è un sistema inerziale (a≠0) e quindi bisogna tener conto della forza apparente Fa=-ma;
c) La bilancia misura un peso P=mg+ma P=472N (g ed a hanno verso opposto);
d) La bilancia misura un peso P=mg-ma P=312N (g ed a hanno lo stesso verso);
e) In caduta libera l’accelerazione dell’ascensore è g, quindi P=mg-mg P=0.
Per la bilancia il ragazzo non ha peso.
Per un osservatore esterno inerziale il peso del ragazzo è sempre P=392N.