MOTO CIRCOLARE UNIFORME Fisica Applicata, Area...

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MOTO CIRCOLARE UNIFORME La velocita’ di un corpo puo’ variare in modulo (valore), ma anche in direzione e/o verso (e’ un vettore!) P2

Un corpo si muove di moto circolare uniforme se percorre una circonferenza con velocita’ v in modulo costante. La velocita’ varia pero’ continuamente in direzione e verso, Il corpo subisce un’accelerazione centripeta

>> Unita’ di misura nel S.I.

PERIODO E FREQUENZA Il moto circolare uniforme e’ un moto periodico. Il periodo T e’ il tempo impiegato dal corpo a percorrere una sola volta l’intera circonferenza. Velocita’ lineare v e periodo sono legati dalla relazione:

Il numero di giri che il corpo compie in 1s e’ detto frequenza

Centrifuga di raggio R = 20 cm, ruota a 3000 giri/min. Determinare:

a) frequenza:

b) periodo:

c) velocità lineare o periferica:

Velocità di un punto sul bordo della centrifuga

ESEMPIO

DINAMICA

LA FORZA

È quella grandezza fisica che, applicata ad un corpo,

a)  ne causa la variazione della condizione di moto, oppure

b)  ne provoca la deformazione.

PRINCIPI DELLA DINAMICA

I PRINCIPIO (PRINCIPIO DI INERZIA): un corpo su cui non agiscano forze o la risultante delle forze agenti sia nulla permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme

II PRINCIPIO (LEGGE di NEWTON):

III PRINCIPIO (PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE): se un primo corpo agisce su un secondo corpo con una certa forza allora il secondo corpo agira’ sul primo con una forza uguale e contraria

FORZA DI GRAVITA’ o FORZA PESO

Accelerazione di gravità: g =

La forza di gravita’ che agisce su un corpo e’ anche comunemente chiamata peso (o forza peso) del corpo.

Il moto di un corpo in cadula libera in assenza di attrito e’ dovuto alla sola forza di gravita’

DIFFERENZA TRA MASSA E PESO

ATTENZIONE alla differenza tra massa e peso: benche’ nel linguaggio comune si utilizzino entrambi i termini con lo stesso significato (riferendosi alla massa propriamente detta), in Fisica massa e peso sono due grandezze differenti: –  la massa come visto e’ la quantita’ di materia di un corpo

e si misura in kg –  il peso come visto e’ una forza e si misura pertanto in

Newton –  il peso di un corpo si ottiene dalla massa del corpo

medesimo moltiplicata per l’accelerazione di gravita’ g

ESERCIZIO

Esercizio: determinare il peso di 8 ml di mercurio (dCu= 13.6103 kg/m3)

DA COSA SI ORIGINA LA FORZA

La forza peso di un corpo qualsiasi di massa m si origina dall’attrazione gravitazionale tra il corpo di massa m e la massa del pianeta Terra.

La forza peso e’ un tipo particolare di forza di gravitazione universale.

FORZA DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE

La forza di gravitazione universale e’ una forza attrattiva che si esercita tra due corpi qualunque dotati di massa.

Costante gravitazionale

RICAVIAMO g

Terra: mT = 5.981024 kg RT = 6.38103 km

ESISTE LA FORZA DI GRAVITA’ SULLA LUNA?

FORZA CENTRIPETA

LAVORO ed ENERGIA

LAVORO

F Δs L=0

ESERCIZIO Un infermiere spinge un paziente di 72 kg su una barella di 15 Kg, conferendo a questa un’accelerazione di 0.6 m/s2. a. Calcolare la forza applicata alla barella. b. Quanto lavoro compie l’infermiere spingendo la barella per un tratto di 2.5 m? c. Esprimere i J in funzione delle unità di misura fondamentali del SI

LAVORO DELLA FORZA PESO

ENERGIA

•  Rappresenta la capacità che un corpo ha di compiere lavoro.

•  Concetto comune a molti campi della fisica, può presentarsi in molteplici forme: •  energia associata a un corpo in movimento (energia cinetica)

•  energia associata alla posizione di un corpo (energia potenziale)

•  energia di legame molecolare (energia chimica)

•  energia associata alla massa (energia nucleare, E=mc2)

•  energia termica e calore

•  .........

•  Ogni processo naturale coinvolge trasformazioni di energia.

•  In un sistema isolato l’energia totale si conserva sempre (principio di conservazione dell’energia).

ENERGIA CINETICA

Un corpo che si muove a velocita’ v possiede in virtu’ della sua velocita’ la capacita’ di compiere un lavoro (per esempio se va a sbattere)

ENERGIA CINETICA e LAVORO

Se si compie lavoro su un corpo si modifica la sua energia cinetica

L = (Ec)fin – (Ec)in

Se il lavoro e’ motore (L>0) l’energia cinetica del corpo aumenta

Se il lavoro e’ resistente (L<0) l’energia cinetica del corpo diminuisce

Se su un corpo agiscono piu’ forze L e’ il lavoro totale, ossia la somma dei lavori compiuti dalle singole forze!

ENERGIA POTENZIALE

GRAVITAZIONALE

Un corpo sollevato ad altezza h possiede la capacita’ di compiere lavoro in virtu’ del proprio peso

L = (Ep)in – (Ep)fin

•  Unita’ di misura di Ec

•  Unita’ di misura di EP

VERIFICA DIMENSIONALE

Esercizio

•  Si calcoli l’energia cinetica di un corpo di 27 kg che si muove alla velocita’ di 120 km/h

ENERGIA MECCANICA

ET = EC + EP

Se un corpo e’ soggetto alla sola forza peso (no attrito) l’energia meccanica totale resta costante.

[PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA MECCANICA]

APPLICAZIONE DEL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DI ET

EC EP ET

POTENZA MECCANICA

La potenza rappresenta il lavoro compiuto da una forza nell’unità di tempo

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