parte I

GRANDEZZA FISICA
È il parametro che ci permette di esprimere un
fenomeno utilizzando concetti semplici.
Sono grandezze:
 la lunghezza
 la superficie
 la velocità
 il tempo
 la tensione elettrica
SISTEMA DI MISURA
MKSA
Per convenzione, tutte le unità di misura delle
grandezze vengono riferite a poche unità
fondamentali ben determinate:
METRO
KILOGRAMMO
SECONDO
AMPERE
SISTEMA DI MISURA
C G S
Esiste anche un altro sistema di misura (meno
usato) denominato CGS il quale prevede:
SECONDO
GRAMMO
CENTIMETRO
SISTEMA DI MISURA
Tutte le altre unità di misura delle grandezze
derivano da queste, o da loro multipli e
sottomultipli:
• ACCELERAZIONE = variazioni della velocità =
variazione della variazione dello spazio
m / (s * s)
• SUPERFICI
• FORZA
m*m
kg * (m / (s * s))
RAPPRESENTAZIONE
GRANDEZZE FISICHE
IN MATEMATICA: Una grandezza risulta definita
quando può essere rappresentata da un qualche
ente matematico che ne caratterizza tutte le
proprietà.
IN FISICA: Una grandezza risulta definita quando
può essere rappresentata da un qualche ente che
ne caratterizza tutte le proprietà.
GRANDEZZE SCALARI
Una grandezza che può essere espressa solo
tramite la sua ampiezza viene chiamata “Grandezza
Scalare”. È una grandezza fisica che viene descritta,
dal punto di vista matematico, da uno scalare, cioè
da un numero reale associato a un'unità di misura
(MODULO).
Massa del soggetto: 73 kg
73 ampiezza, kg unità di misura
GRANDEZZE
VETTORIALI
LE
GRANDEZZE
VETTORIALI
SONO
RAPPRESENTABILI
GRAFICAMENTE CON UN VETTORE, OSSIA CON UN SEGMENTO
FRECCIATO AD UN'ESTREMITÀ.
Direzione
Forza Peso del soggetto: Fp=715.4 N
715.4 ampiezza, N unità di misura
Direzione & verso
verso
GRANDEZZE DISTRIBUITE
E CONCENTRATE
Quando dobbiamo descrivere un fenomeno fisico che riguardi il
corpo umano è raro che un unico punto possa descrivere il tutto
Pensate di mettere il soggetto a sx
sulla bilancia sotto
Basteranno piccolissime
oscillazioni chè la bilancia
indicherà valori MOLTO
diversi
TRAIETTORIA
La traiettoria è la linea costituita dalla successione di punti geometrici che
rappresentano le posizioni successivamente occupate dal punto materiale.
Questa linea può essere un segmento di retta, una circonferenza, una parabola, una
curva più o meno complessa. Il moto corrispondente si chiamerà rettilineo, circolare,
parabolico, curvilineo.
SEGUIRE IL MOVIMENTO
In realtà il corpo umano, (che non è riconducibile ad un punto materiale se
non per astrazione) esegue quasi sempre movimenti assai complessi.
A questo punto è opportuno definire la differenza tra spostamento e spazio.
SPOSTAMENTO
E’ una grandezza vettoriale, con un modulo uguale alla distanza tra il punto di partenza e il
punto di arrivo, la direzione della retta che congiunge questi due punti e il verso dal primo
al secondo. ( simbolo: S )
In pratica la sua misura è la misura della distanza “in linea d'aria” tra i due punti.
SPAZIO
E’ una grandezza scalare che coincide con il cammino effettivamente percorso dal corpo
in movimento. ( simbolo: S )
Convenzionalmente si definiscono
POSITIVI
gli spostamenti da sinistra a destra e
dal basso in alto rispetto all'osservatore.
TRAIETTORIA
Lo spostamento tra le due bandierine è calcolabile come somma delle due misure.
spostamento2 spostamento1
Lo spazio percorso è diverso dello spostamento!
TRAIETTORIA
Le due misure diventeranno sempre più vicine tra
loro (in modulo) tante più bandierine saranno
messe sul percorso!
SPOSTAMENTO & SPAZIO
PERCORSO
Anche per quel che riguarda le grandezze derivate dallo spazio è
importante il concetto fin qui espresso: la definizione della misura
v = s/t
v’ = spostamento/t
v’’ = (spazioi/ti)/N
VELOCITA’ MEDIA
velocita’
scalare
media
esprime il rapporto tra
lo spazio e il tempo.
Velocita
vettoriale’
media
esprime il rapporto tra lo
spostamento e il tempo;
è una grandezza che ha
la stessa direzione e lo
stesso verso dello
spostamento.
VELOCITA’ ISTANTANEA
Si ottiene
rendendo piccolo a piacere il tempo nella
Km/h
velocità media.
In pratica si va a definire la velocità scalare per un
certo istante piuttosto che in un certo intervallo.
Questa grandezza, essendo una e una sola in ogni
istante, può venire rappresentata con un vettore
funzione del tempo.
35
30
25
20
15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
min
ACCELERAZIONE
Il rapporto tra la differenza di velocità in due punti
della traiettoria e il tempo impiegato a percorrere lo
spazio tra i due punti si chiama accelerazione media
Vettoriale. Anche in questo caso, se l'intervallo di
tempo
considerato
è
estremamente
breve,
l'accelerazione si dice istantanea.
7
35
6
30
5
25
4
20
3
15
2
10
1
5
0
0
0
20
40
60
80
Velocità istantanea
v = s/t
100
120
0
20
40
60
80
100
Accelerazione istantanea
a = v/t
120
FORZA
La forza applicata ad un corpo causa
una accelerazione di quel corpo di una
grandezza proporzionale alla forza
nella direzione della forza ed
inversamente proporzionale alla massa
del corpo.
F = ma
VETTORE
VETTORE FORZA
A causa della sua configurazione
anatomica, ciascun muscolo esercita una
forza in una direzione predeterminata
dalla sua configurazione anatomica.
Per ottenere una forza in direzione diversa
sarà necessario combinare vettorialmente le forze
esercitate da più muscoli (in genere adiacenti) e
spesso occorre sommare grandi forze per ottenere
piccole risultanti.
L’eccezionale mobilità dell’apparato muscolo
scheletrico umano si ottiene dunque a scapito
di un grande dispendio energetico
FORZE A CUI E’ SOGGETTO
UN CORPO
Interne / Esterne
Gravitazionali
Motili / Resistive
Rotatorie /Stabilizzatrici
Inerziali
FORZE INTERNE
LO SPOSTAMENTO DEI TESSUTI FLACCIDI
E LIQUIDI, NELLE ACCELERAZIONI,CHE
PROVOCANO INERZIA ED ATTRITO
Non influenzano il baricentro
FORZE ESTERNE
LA RESISTENZA DA VINCERE È ESTERNA
AL NOSTRO CORPO E PUO ‘ ESSERE
COSTITUITA DA UN OGGETTO ANIMATO
O INANIMATO.
TIPI DI F. ESTERNE
TENSILI
producono una tensione che tende ad allontanare due capi
articolari. Sono fonte di stress legamentosi e tendinei
COMPRESSIVE
producono un carico pressorio che comprime i capi articolari.
Sono fonte di elevato stress articolare sulle superfici
cartilaginee
GRAVITA’
INERZIA
SPAZIALITA’
Terza legge di Newton o azione-reazione
Per ogni azione esiste una eguale ed opposta reazione.
Quando un corpo esercita una forza su un secondo,questo esercita
una forza di reazione di uguale grandezza e di direzione opposta al
primo.
Uno dei principali usi di questa legge, in biomeccanica ,è nei termini di
GRF : ground reaction force.
BRACCIO DI LEVA
MOMENTO
LE LEVE
Le leve sono macchine semplici e sono costituite da una
barra relativamente rigida che può essere ruotata
attorno ad un asse o ad un fulcro.
Tutti i movimenti del corpo umano, scaturiti da un
muscolo scheletrico, sono prodotti da leve (il
muscolo produce una forza che agisce su un osso e lo
fa ruotare attorno ad un asse della sua
articolazione) LEVE ARTICOLARI
Peso1 = Peso2 ….Distanza1 = Distanza2
peso1 * distanza1 = peso2 * distanza2
distanza1
distanza2
peso1
peso2
Due pesi uguali posti a distanza uguale dal fulcro della leva
risultano in equilibrio
Formula generale per calcolo nelle
leve
Potenza * braccio potenza =
Resistenza * braccio resistenza
Potenza / resistenza = braccio resistenza/ braccio potenza
P
R
bP
bR
GENERI DI LEVE
R
I° TIPO
F
R
II° TIPO
F
R
F
III° TIPO
I° GENERE
R
F
II° GENERE
R
F
III° GENERE
R
F