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legge di conservazione di massa ed energia

Leggi e teorie della fisica

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[1] legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto UtenteHammondx » 28 mag 2012, 18:55

Come tutti ben sanno c'è una legge che afferma che l'energia e la massa non si possono creare dal nulla ne distruggere però si posono trasformare.
Se non erro l'enunciato è:
"Nulla si crea e nulla si distrugge, tutto si trasforma".
Ultimamente (da ignorante in fisica quale sono) mi è sorta una domanda:
chi mi dimostra che ciò è vero?
Mi spiego meglio:
noi prendiamo questa legge come vera nel "tutto" ma senza avere (che io sappia) la dimostrazione che il "tutto" segua questa legge (dal momento che non conosciamo tutto quello che c'è nell'universo); quindi perché questa legge è presa da tutti come vera sempre e non come parzialmente vera?

So che queste sono solo congetture ma mi è venuto questo dubbio e non riesco a trovare una soluzione convincente da nessuna parte.
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[2] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 28 mag 2012, 21:28

Chi è che ci dice che F = ma è vera? Nessuno, ma di fronte a molta, moltissima, evidenza sperimentale, ci crediamo.

Il problema della verifica delle teorie fisiche è un grosso problema, perché, in realtà, nessuna teoria fisica può essere verificata con sicurezza: non abbiamo la possibilità materiale di fare infiniti esperimenti. Le teorie fisiche, al più, si possono falsificare, ma non verificare (anche se in fisica è prassi comune parlare di theory verification).
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[3] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto Utentespud » 28 mag 2012, 21:38

Sarebbe giusto dire che, per esempio, F = m a è vera con buona probabilità?
Con buona intendo vicino a 1.
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[4] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto Utenteandreacircuit » 28 mag 2012, 21:49

finché questo principio si verifica nell'universo conosciuto lo si considerare valido.
Se si effettua un esperimento tale da negarne l'esistenza allora le leggi sottostanti al principio cadono con il principio stesso...
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[5] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto UtenteHammondx » 29 mag 2012, 15:03

ah quindi questo problema è applicabile a tante leggi fisiche.
quello che mi preoccupa è che creare questi assiomi non ci porti a una specie di chiusura mentale del tipo: "se non soddisfa questa legge non esiste".
Ho visto molte volte bocciare delle "idee" nel campo dell'energia perché non rispettano il principio di conservazione dell'energia.
Certamente queste idee erano delle sciocchezze (bastava dare uno sguardo ai risultati che questi "scopritori" mostravano per capirlo) ma non vorrei che un giorno una teoria seria venga bocciata perché non soddisfa queste leggi fondamentali.
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[6] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto Utenteumberto1966 » 29 mag 2012, 16:47

@DirtyDeeds

Vorrei approfittare dell'occasione per chiederti entro che limiti e' lecito considerare "vera" una teoria.
Immagino che sia da considerarsi tale fintanto che spiega e prevede risultati sperimentali ma quando questi iniziano a divergere da quanto teorizzato conviene maggiormente cercare formulazioni alternative o introdurre nuove grandezze nel gioco?

Chiedo questo perche' oggi si parla molto di "materia oscura" la quale se ho ben capito e' stata introdotta per rendere ragione di certe divergenze tra la teoria della gravitazione introdotta da Einstein e il moto di ammassi galattici.

Concettualmente cio' mi ricorda il tentativo di spiegare le perturbazioni dell'orbita di Mercurio (non spiegabili con la meccanica di Newton) introducendo un pianeta (Vulcano mi sembra fosse stato chiamato) interno all'orbita di Mercurio.

Con la differenza che introdurre una materia "oscura" per definizione ricorda un po' la teiera di Penrose (troppo piccola PER DEFINIZIONE per essere rivelata strumentalmente).

Non si potrebbe invece supporre che le leggi introdotte da Einstein siano una approssimazione di un insieme di regole piu' generali?

?%

Scusate se sono andato off thread...
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[7] Re: legge di conservazione di massa ed energia

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 30 mag 2012, 11:03

spud ha scritto:Sarebbe giusto dire che, per esempio, F = m a è vera con buona probabilità?


No, non direi: mi sembra abbia poco senso parlare di probabilità di veridicità di una teoria. Una teoria è un modello matematico della realtà che ci permette di fare previsioni sui risultati di certe osservazioni, esperimenti ecc. I modelli, però, sono una rappresentazione approssimata della realtà: la meccanica newtoniana, con la legge della dinamica F = m a, rappresenta un modello accurato solo per moti non relativistici; ad alte velocità la meccanica newtoniana è falsa nel senso che non produce predizioni in accordo con l'osservazione.

umberto1966 ha scritto:Immagino che sia da considerarsi tale fintanto che spiega e prevede risultati sperimentali ma quando questi iniziano a divergere da quanto teorizzato conviene maggiormente cercare formulazioni alternative o introdurre nuove grandezze nel gioco?


Quando una teoria non è in accordo con l'esperimento, la prima cosa che bisogna chiedersi è: nell'analizzare l'esperimento con tale teoria, cosa ho trascurato? C'è qualche fattore, fenomeno, influenza esterna che potrei aver trascurato e che invece non è trascurabile? Per esempio, di tanto in tanto, nelle misurazioni di costanti fondamentali saltano fuori dei valori "sballati", ovvero, tenendo conto dell'incertezza, non compatibili con il valore accettato correntemente. Come si può interpretare tale outlier?

1) Nell'analisi dell'esperimento, gli sperimentatori hanno trascurato qualche fenomeno in grado di generare un effetto significativo sulla misura.
2) In tutti i precedenti esperimenti, gli sperimentatori hanno trascurato un qualche fenomeno in grado di generare un effetto significativo sulla misura. In questo ultimo esperimento tale fenomeno non si verifica perché l'esperimento è concepito in modo differente.
3) Esiste un fenomeno nuovo che falsifica la teoria in uso. Il risultato è sballato perché la teoria usata per analizzare l'esperimento è falsa.

Diciamo che la 3) viene presa in cosiderazione solo come extrema ratio: prima ci si spacca ben bene la testa su 1) e 2). (Qui nasce anche un problema psicologico, chiamiamolo il pregiudizio dello sperimentatore: lo sperimentatore si aspetta di ottenere un risultato in accordo con la teoria nota; se non lo ottiene, per spiegare la discordanza, potrebbe essere portato a considerare sorgenti di errore inesistenti).

umberto1966 ha scritto:Chiedo questo perche' oggi si parla molto di "materia oscura" la quale se ho ben capito e' stata introdotta per rendere ragione di certe divergenze tra la teoria della gravitazione introdotta da Einstein e il moto di ammassi galattici.


Appunto: prima di modificare una teoria, si cerca qualche fenomeno "ordinario" che potrebbe essere stato trascurato.

umberto1966 ha scritto:Non si potrebbe invece supporre che le leggi introdotte da Einstein siano una approssimazione di un insieme di regole piu' generali?


Ormai sono state formulate diverse alternative alla teoria originale di Einstein, qui avevo segnalato un link che discuteva i dati osservativi.

Segnalo in particolare le conclusioni:

We find that general relativity has held up under extensive experimental scrutiny. The question then arises, why bother to continue to test it? One reason is that gravity is a fundamental interaction of nature, and as such requires the most solid empirical underpinning we can provide. Another is that all attempts to quantize gravity and to unify it with the other forces suggest that the standard general relativity of Einstein is not likely to be the last word. Furthermore, the predictions of general relativity are fixed; the theory contains no adjustable constants so nothing can be changed. Thus every test of the theory is either a potentially deadly test or a possible probe for new physics. Although it is remarkable that this theory, born 90 years ago out of almost pure thought, has managed to survive every test, the possibility of finding a discrepancy will continue to drive experiments for years to come.


Hammondx ha scritto:Ho visto molte volte bocciare delle "idee" nel campo dell'energia perché non rispettano il principio di conservazione dell'energia.


Il cosiddetto principio di conservazione dell'energia è in realtà un teorema derivabile dai principi della fisica.

Hammondx ha scritto:Certamente queste idee erano delle sciocchezze (bastava dare uno sguardo ai risultati che questi "scopritori" mostravano per capirlo) ma non vorrei che un giorno una teoria seria venga bocciata perché non soddisfa queste leggi fondamentali.


Le teorie, serie o meno che siano, sono bocciate dagli esperimenti. Un punto difficile da far capire è questo: non si inventa una teoria per spiegare un fenomeno; una teoria deve spiegare tutti i fenomeni del suo ambito. Io posso anche inventarmi una teoria che preveda almeno un esperimento in cui l'energia non è conservata; ma nell'ipotesi che quell'esperimento sia verificato, perché la teoria possa essere presa in considerazione, deve anche spiegare gli altri milioni di esperimenti in cui la conservazione dell'energia è verificata.
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