Corso di Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA

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Anna Vigano
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1 Corso di Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA LAVORO E ENERGIA LAVORO E ENERGIA CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA TOTALE ENERGIA CINETICA E POTENZIALE FORZE CONSERVATIVE E DISSIPATIVE CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA EQUILIBRIO DI UN SISTEMA MECCANICO

2 F LAVORO α s L = F s = F s cosα lavoro] = [M][L][t] 2 [L] = [M][L] 2 [t] 2 S.I. joule (J) = newton metro = joule = 10.G.S. erg = dina cm 7 erg

3 ENERGIA capacità potenziale di compiere lavoro meccanico unità di misura unità di misura del LAVORO FORME di ENERGIA : videnziate direttamente o nelle sformazioni da una forma all'altra) - cinetica - potenziale gravità - potenziale elastica - potenziale elettrica - termica (calore) - chimica - nucleare RINCIPIO di CONSERVAZIONE dell'energia

4 ENERGIA PRINCIPIO di CONSERVAZIONE dell'energia E totale = costante (sistema isolato) oppure E totale = 0 (sistema isolato)

5 ENERGIA CINETICA T = 1 m v 2 2 TEOREMA dell'energia CINETICA (conservazione dell'energia) L = T = T 2 T 1 = m v 2 m v

6 ENERGIA CINETICA L = T = T 2 T 1 = m v 2 m v imostrazione : a = v = t v 2 v 1 t 1 2 moto rettilineo uniformemente accelerat ( a = costante ) 1 2 s = v media t = (v 1 + v 2 ) t 2 (v = F s = m a s = m 2 v 1 (v ) 1 + v 2 t ) = m(v 2 2 v2 1 ) 2 t 2 1 = = 1 m v m v 2 1 = 2 2 T 2 T 1 = T Q.V.D.

7 z (3) x (1) (2) FORZE CONSERVATIVE B (1) L A B = L A B = L A B =... (2) L A B + L B A = 0 (3) L A B = f (A,B) A x A, y A, z A B x B, y B, z B oppure L linea chiusa = 0 Il lavoro per passare da A a B dipende solo dal punto di partenza e dal punto di arrivo e non dal cammino seguito

8 FORZE CONSERVATIVE ESEMPI : F = costante forza peso p = mg F forza di gravità 1/r 2 forza elettrostatica F = K r forza elastica L A B = f (A,B) A x A, y A, z A B x B, y B, z B onseguenze formali ENERGIA POTENZIALE

9 ENERGIA POTENZIALE L A B = f (A,B) A x A, y A, z A B x B, y B, z B L A B = f (A) f (B) U(A) U(B) U(x A,y A,z A ) U(x B,y B,z B ) ENERGIA POTENZIALE U(x,y,z)

10 CONDIZIONI di EQUILIBRIO di un SISTEMA MECCANICO U = 0 U instabile U(x) indifferente o stabile x

11 ESEMPIO FORZE DISSIPATIVE forze di attrito s F A A B F A = f v A s B F A L AB = F A s = F A s L BA = F A s = F A s + L totale = 2 F A s 0 (traiettoria chiusa)

12 ENERGIA POTENZIALE di GRAVITA' orza peso linee di forza z A h A p = m g y x p = mg h = h A h suolo B h B = p h = p h = mg h = mg h A mg h B = U(A) U(B) ssumendo h B = 0, U(B) = 0 U(A) = mg h A in generale

13 ENERGIA POTENZIALE di GRAVITA' in generale : ENERGIA POTENZIALE della FORZA PESO U = m g h dipende solo dall'altezza h rispetto al suolo (coordinata z), non dalle coordinate orizzontali x,y

14 CONSERVAZIONE dell'energia MECCANICA AMPO di FORZA CONSERVATIVO L = T = T 2 T 1 L = U 1 U 2 } T 1 + U 1 = T 2 + U 2 E totale = U + T = costante nel campo di forze peso :

15 CONSERVAZIONE dell'energia MECCANICA E totale = U + T = costante el campo di forze peso : m g h + 1 m v 2 2 = costante sempio : caduta gravi sono trascurate le forze di attrito) idem per liquido che cade in un condotto: TEOREMA DI BERNOULLI

16 APPLICAZIONE sistema circolatorio circuito chiuso campo di forze conservativo L = 0 L = T = 0 v = 0 campo di forze dissipativo L 0 L = Τ 0 v 0 forze di attrito : L < 0 Τ < 0 Τ 2 < Τ 1 v finale < v iniziale

17 POTENZA MECCANICA POTENZA W= L t = F s = F s = F v t t [W] = [M][L] 2 [t] 2 [t] 1 = [M][L] 2 [t] 3 S.I. watt (W) = joule s 1 C.G.S. erg s 1 sistemi pratici kgmetro s 1, hp 1 hp = 75 kgm s 1 = 735 watt

18 RENDIMENTO η macchina T, U, Q L meccanico attriti perdita di energia η (%) = L 100 E totale η <1 = lavoro meccanico utile prodotto dalla macchina totale = energia totale impiegata

19 LA POMPA CARDIACA 2 CUORE : muscolo energia potenziale chimica η < 100% lavoro meccanico + calore processi biochimici all'origine della contrazione muscolare e quindi della produzione di energia

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