corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12
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Proprietà elastiche dei sistemi continui Se ho un cilindro (filo) di lugnhezza L e sezione A e applico una forza F di trazione, il filo si allunga di una quantità ∆L sperimentalmente data da F A = Υ ∆L L La forza per unità di area si chiama sforzo e si misura in N/m2 = Pa (Pascal) o in MPa. Υ si chiama modulo di Young: quanto più esso è grande tanto più è rigido il materiale Tipicamente, Υ per l’osso è paragonabile a quello del legno, intorno a 104 MPa, per i vasi sanguigni è un quinto di quello della gomma, circa 0.2 MPa . Quando la deformazione supera circa lo 0,5% le ossa si rompono Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Forze vincolari Sono generalmente di origine elastica Nella maggior parte dei casi, si possono considerare però i vincoli rigidi La forza vincolare è sempre perpendicolare (normale) al vincolo La forza vincolare può cambiare nel tempo se il corpo si muove o se cambia qualche condizione esterna, in modo da bilanciare esattamente le forze che si oppongono al vincolo Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Attrito - I Tra un oggetto e il suo supporto (un tavolo, un piano inclinato) si possono formare legami elettrici e microscopici ostacoli metallici l’attrito, statico e cinetico, è dovuto a queste cause Se un corpo si muove, la forza di attrito dinamico tende quindi a frenarlo, e si trova che questa è proporzionale alla forza normale Fattrito = µ Fnormale ferro legno metallo teflon gomma pietra legno metallo teflon asfalto Statico 0.5-0.8 0.2-0.5 0.15-0.8 0.04 - Marcello Borromeo Radente 0.3-0.7 0.2-0.5 0.15-0.8 0.04 - Volvente 0.005 corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Attrito - II L’attrito radente è molto più grande di quello volvente: Cosa c’entra con le frenate? come varia lo spazio di frenata con la velocità? l’attrito statico è maggiore o minore di quello radente? L’attrito può fare lavoro? Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Viscosità Un oggetto in moto in un fluido è soggetto ad attrito viscoso Lo stesso vale se si muove il fluido e l’oggetto è fermo Perché la velocità dei fiumi è maggiore al centro? La legge dell’attrito viscoso è ~fV = −kη v~R k dipende dal corpo (6πR per una sfera di raggio R) η dipende solo dal liquido L’attrito viscoso non dipende quindi dal rapporto fluido-solido, ma dai due in modo indipendente. Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Energia meccanica Legge di conservazione Abbiamo visto che il lavoro è legato all’energia cinetica K da W = Kf − Ki Separo il lavoro in due parti Quello fatto dalle forze conservative Wc = −∆U Quello fatto dalle forze non conservative WNC Mettendo tutto insieme, trovo WNC = Kf − Ki + Uf − Ui in assenza di forze non conservativo quindi, l’energia meccanica di un sistema isolato, somma di quella cinetica e quella potenziale, si conserva E = K + U = costante Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Conservazione dell’energia applicazioni Trovare la velocità di un oggetto che cade da un altezza h in ogni istante, prima che tocchi il terreno Trovare la velocità di fuga dalla Terra trovare la velocità di un corpo attaccato a una molla, in funzione delle cooordinate (e non del tempo) Se una palla perde il 10% della sua energia meccanica rimbalzando, trovare a che altezza può risalire se inizialmente è partita da h Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Statica Studia le condizioni i equilibrio dei corpi Per sistemi puntiformi si ha euilibrio quando la somma delle forze è nulla per sistemi etesi è importante anche dove le forze sono applicate Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Effetto di più forze Se due forze sono opposte e applicate nello stesso punto, l’effetto totale è nullo Se i punti di applicazione sono diversi, ma stanno sulla stessa retta parallela alle due forze, l’effetto è sempre nullo Posso quindi spostare il punto di applicazione di una forza su questa retta, senza modificarne l’effetto. Se ho due forze le cui linee di applicazioni si incontrano in un punto, posso applicarle entrambe in quel punto e sommarle. Questo si può fare se sono nello stesso piano ma non sono parallele se le forze sono parallele, uguali in modulo e opposte in verso, non riesco a ricondurle a una sola forza e parlo di coppia di forze Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12 Momento di una coppia di forze ~ definito da L’azione di una coppia è descritta dal momento M 1 2 3 ~ è dato dal prodotto di una delle due forze per la Il modulo di M distanza delle rette di applicazione ~ ha direzione perpendicolare al piano su cui stanno le forze M il verso è determinato dalla rotazione che la coppia provoca e si trova con la regola della mano destra la distanza tra le rette di applicazione si chiama il braccio della coppia di forze Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico 2011-12
