Cilindro che ruota

[asimov94]

Salve a tutti,
propongo questo quesito che è uscito nella prova di attitudine scientifica in Galileiana 2010-2011:
Un cilindro di raggio r=0.5 m, sospeso nell'aria con asse in posizione orizzontale rispetto al suolo ad un'altezza iniziale di 10m ruota attorno al suo asse con velocità angolare costante di 10 giri/sec. d un certo istante viene lasciato libero di cadere verso il suolo sotto l'azione del suo peso. La traiettoria di caduta del suo baricentro sarà:
a) verticale
b) deviata verso destra per un osservatore che veda ruotare il cilindro in verso antiorario
c) deviata verso destra per un osservatore che veda ruotare il cilindro in verso orario
d) deviata sempre verso sinistra

La soluzione è b) ma la domanda è: perché? Ok che a intuito ci si arriva ma, formalmente, quali principi fisici mi permettono di discriminare la risposta (in particolare tra b e c)?
Grazie mille

[desga]

Le velocità rispetto all'aria dei punti orizzontali diametralmente opposti sono diverse,in quanto in un caso la velocità tangenziale causata dalla rotazione è concorde con la velocità di caduta,nell'altro discorde.Dal lato in cui questa è maggiore si crea una depressione (per l'equazione di Bernoulli), e pertanto il cilindro risente di una forza netta nella stessa direzione. Per lo stesso motivo si può dare l'effetto, ad esempio, ad una palla da calcio.

[ilfugiuliopascal]

Ciao, grazie mille per la risposta.
Potresti scendere più nel dettaglio circa la depressione e il contributo dell'equazione di Bernoulli?

[Simone256]

L'equazione di Bernoulli afferma che
in un fluido, dove è la pressione, è la densità del fluido, è la velocità del fluido in quel punto, è la quota.
Nel nostro caso la quota è trascurabile anche per la poco elevata densità del nostro fluido (l'aria). Considera il sistema di riferimento della palla con l'aria che la investe dal basso verso l'alto. Ipotizza che tu la stia guardando parallelamente all'asse di rotazione e che ruoti in senso antiorario, la palla ruotando porta con sè diciamo uno strato sottile d'aria che ruota all'incirca alla sua velocità... A destra il verso della velocità dell'aria vicino alla palla è concorde a quello dell'aria che investe la palla, quindi qui la velocità del fluido è elevata; sulla sinistra le velocità delle "due arie" è discorde, pertanto la velocità del fluido qui è ridotta. Dall'equazione di Bernoulli vedi che dove il fluido è più veloce abbiamo anche meno pressione... Quindi dalla sinistra abbiamo una forza maggiore che spinge la palla sulla destra
Credo di essermi spiegato abbastanza male

[ilfugiuliopascal]

Penso di aver capito, grazie mille!