Ta-dah!, direi che è arrivato il momento di dare qualche risposta
Intuitivamente, se la sabbia casca verticalmente, ci aspettiamo che il carrello non si muova rispetto alla terra: vediamo cosa dicono le equazioni.
Poiché il carrello è vincolato a muoversi in orizzontale, dobbiamo solo preoccuparci del moto lungo questo asse. Siano quindi

la massa del carrello (ovviamente dipendente dal tempo, perché il carrello - ha ragione
RenzoDF! - si svuota),

la componente orizzontale della forza agente sul carrello e

la componente orizzontale della velocità del carrello. Per la simmetria con cui supponiamo esca la sabbia dal carrello, la componente orizzontale della forza è nulla:
![F = \frac{\text{d}}{\text{d} t}\,[m(t)v(t)] = 0 F = \frac{\text{d}}{\text{d} t}\,[m(t)v(t)] = 0](/forum/latexrender/pictures/a956fd4fbb24b4359261209c13ee04b2.png)
da cui

(uhm, questo
sembrerebbe il principio di conservazione della quantità di moto)
In particolare, quindi, dovrà essere

, da cui

Nel sistema di riferimento solidale con la terra, si ha

per cui

per ogni

. Il carrello, effettivamente, resta fermo (Fiuu!).
Nel sistema di riferimento che si muove con velocità

rispetto alla terra, si ha

(supponendo che lo scarico della sabbia inizi a

). Quindi

Poiché

diminuisce con il tempo,

aumenta: il carrello, cioè, da questo sistema di riferimento, viene visto
accelerare. Uh-oh, abbiamo un problema.
Il problema sta nel fatto che ciò che vedono i due osservatori non è compatibile con il principio di relatività galileiana, uno dei capisaldi della fisica newtoniana. Tale principio afferma che esiste una classe di sistemi di riferimento - chiamati sistemi
inerziali - in cui le equazioni del moto assumono la stessa forma, e, in particolare, afferma che se l'accelerazione è nulla in un particolare sistema inerziale, è nulla in
tutti i sistemi inerziali. Due sistemi di riferimento che si muovono di moto rettilineo uniforme l'uno rispetto all'altro o sono tutti e due inerziali o non lo è nessuno dei due.
Il problema dato era quindi solo un pretesto per far vedere come l'equazione data da Chua, e da molti libri di testo,
in presenza di massa variabile, non sia Galileo-invariante e che sia quindi
sbagliato (lo dico senza timore di passare per eretico: fortunatamente, ci sono anche molti libri di testo che trattano il problema correttamente) utilizzarla così come poteva implicitamente suggerire il seminario di Chua (peraltro ottimo e molto divertente, eh!)
Per meglio rendersi conto che l'equazione così non funziona, si può anche procedere così: immaginiamo inizialmente di essere in un sistema di riferimento inerziale in cui, per un oggetto a massa

variabile, valga l'equazione del moto
![\mathbf{F} = \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}]\qquad\qquad (1) \mathbf{F} = \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}]\qquad\qquad (1)](/forum/latexrender/pictures/fd9611abfe474ad411cfc8364ebff439.png)
e di confrontare questa equazione con quella vista da un sistema di riferimento inerziale in moto con velocità

rispetto al precedente. La velocità misurata nel primo sistema è

, dove

è la velocità dell'oggetto nel secondo sistema. Sostituendo in (1) si ha
![\begin{align}
\mathbf{F} &= \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)(\mathbf{v}^\prime+\mathbf{v}_0)] \\
&= \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}^\prime]+\frac{\text{d}m(t)}{\text{d}t}\mathbf{v}_0]
\end{align} \begin{align}
\mathbf{F} &= \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)(\mathbf{v}^\prime+\mathbf{v}_0)] \\
&= \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}^\prime]+\frac{\text{d}m(t)}{\text{d}t}\mathbf{v}_0]
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/07eb60a76a61fc4934a3e00a2ffe7128.png)
ovvero
![\mathbf{F} = \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}^\prime]+\frac{\text{d}m(t)}{\text{d}t}\mathbf{v}_0 \mathbf{F} = \frac{\text{d}}{\text{d}t}[m(t)\mathbf{v}^\prime]+\frac{\text{d}m(t)}{\text{d}t}\mathbf{v}_0](/forum/latexrender/pictures/92ef62eb8b390245273c274f24ee5a16.png)
Confrontando quest'ultima equazione con la (1), si vede che le due non hanno la stessa forma, come dovrebbe essere in base al principio di relatività. Come si risolve, allora, la cosa? Ve lo dico al prossimo giro, corredando il tutto di un po' di riferimenti.
