Main training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 4 Dinamica: Principi della Dinamica

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3 Main training FISICA Lorenzo Manganaro Lezione 4 Dinamica: Principi della Dinamica

4 1. Il concetto di forza 2. I tre principi della dinamica 3. Le forze più comuni (peso, forza elastica, tensioni, attrito)

5 Secondo principio della dinamica 2. Sistemi di Riferimento/Carattere generale Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina Vettori Cinematica - generale - Moti in genere Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato - Caduta libera Moto circolare uniforme Moto parabolico Pendolo - piccole oscillazioni - Moto armonico F=ma, Principi della dinamica - Forza elastica Forza di attrito Dinamica generale - Sistemi di riferimento non inerziali Gravitazione - Campo gravitazionale Keplero Teorema dell'impulso Urti e quantità di moto - cons momento angolare Corpo rigido - leve Lavoro di una forza Energia cinetica Potenziale elastico Potenziale gravitazionale Conservazione dell'energia meccanica Bilancio energetico con forze dissipative Potenza Pressione - Legge di Pascal Legge di Stevino - Esperimento di Torricelli Legge di Archimede Portata- Dinamica in generale Bernoulli Torricelli Calore, Temperatura, calorie, calore specifico Dilatazione termica Equilibrio termico Passaggi di stato Conduzione convezione irraggiamento I principio Macchine termiche - II principio - Ciclo di Carnot Entropia Gas perfetti - cinetica - Leggi di Boyle - Gay Lussac - Eq Trasformazioni (isobara isocora isoterma adiabatica e Ottica geometrica - Lenti Onde stazionarie Effetto Doppler Legge di Coulomb - Campo elettrico Energia - Potenziale elettrostatico Flusso e teorema di Gauss Elettrizzazione - Elettricità - Conduttori - Condensatori Serie e parallelo di condensatori II Legge di Ohm Serie e parallelo di resistenze Corrente - Circuiti elettrici - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - Potenza elettrica - Intensità lampadine Campo magnetico - Magnetismo Forza di Lorentz Biot-Savart - Laplace Teorema di Ampere Induzione elettromagnetica Equazione di Maxwell e onde - Spettro elm Fisica nucleare - Radiazione - Meccanica quantistica Altro: densità-volume-peso specifico

6 Lo studio delle CAUSE e delle circostanze che determinano il moto di un corpo (o che lo modificano) (Per ora) Approssimazione: il PUNTO MATERIALE Un corpo di cui si trascurano le dimensioni (PUNTO) ma dotato di massa (MATERIALE)

7 Grandezza vettoriale (modulo, direzione, verso) Nasce dall interazione di due corpi Tipi di forze: 1. Forze di contatto 2. Campi di forza (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare) Unità di misura nel SI: newton N (grandezza derivata)

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9 Un corpo che non sia soggetto all azione di forze esterne permane nel proprio stato di quiete o moto rettilineo uniforme Applicazione diretta: Sistemi di Riferimento (SR): Inerziali (per cui vale il principio d inerzia) Non inerziali (sistemi su cui agisce un accelerazione/forza) è Forze apparenti

10 Mentre viaggia, un passeggero osserva un pesetto di piombo che pende, sospeso a un filo, all interno della sua automobile. Egli osserva che il pesetto: A. Si sposta in avanti quando l automobile accelera B. Mantiene insieme al filo una posizione verticale comunque di muova l automobile C. Si sposta indietro mentre l automobile viaggia con velocità contante pari a 100 km/h D. Si sposta in avanti quando l automobile rallenta E. Si sposta in avanti mentre l automobile viaggia con velocità contante pari a 100 km/h

11 Mentre viaggia, un passeggero osserva un pesetto di piombo che pende, sospeso a un filo, all interno della sua automobile. Egli osserva che il pesetto: D A. Si sposta in avanti quando l automobile accelera B. Mantiene insieme al filo una posizione verticale comunque di muova l automobile C. Si sposta indietro mentre l automobile viaggia con velocità contante pari a 100 km/h D. Si sposta in avanti quando l automobile rallenta E. Si sposta in avanti mentre l automobile viaggia con velocità contante pari a 100 km/h

12 Un corpo soggetto all azione di una forza varia la propria velocità in modo direttamente proporzionale alla forza applicata!" " F = ma 1. Massa = la resistenza mostrata da un corpo a variare la propria velocità 2. Massa Peso 3. 1 N = 1 kg m s -2 F=costante Moto uniformemente accelerato

13 Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria!" F A B = F!" B A

14 Reazioni vincolari:

15 La reazione vincolare bilancia solo la componente perpendicolare al piano Componente perpendicolare al piano Componente parallela al piano

16 Due ragazzi, di massa uno doppia dell altro, stanno pattinando su di un lago ghiacciato. Il primo ragazzo (quello più massivo) spinge il secondo. Quale delle seguenti affermazioni risulta corretta? A. subiscono entrambi la stessa accelerazione B. il primo ragazzo non subisce alcuna accelerazione C. il secondo ragazzo non subisce alcuna accelerazione D. il primo ragazzo subisce un accelerazione doppia rispetto al secondo E. il primo ragazzo subisce un accelerazione che è la metà dell accelerazione subita dal secondo

17 Due ragazzi, di massa uno doppia dell altro, stanno pattinando su di un lago ghiacciato. Il primo ragazzo (quello più massivo) spinge il secondo. Quale delle seguenti affermazioni risulta corretta? E A. subiscono entrambi la stessa accelerazione B. il primo ragazzo non subisce alcuna accelerazione C. il secondo ragazzo non subisce alcuna accelerazione D. il primo ragazzo subisce un accelerazione doppia rispetto al secondo E. il primo ragazzo subisce un accelerazione che è la metà dell accelerazione subita dal secondo

18 Se su un oggetto agisce più di una forza, l oggetto si comporta come se su di lui agisse solo la risultante delle forze applicate

19 Se su un oggetto agisce più di una forza, l oggetto si comporta come se su di lui agisse solo la risultante delle forze applicate R = R

20 Se su un oggetto agisce più di una forza, l oggetto si comporta come se su di lui agisse solo la risultante delle forze applicate R = R Se R=0 il corpo è in equilibrio

21 Sia dato un corpo di massa 15 kg, che giace in quiete sopra un tavolo. Il tavolo sopporta il peso del corpo, senza cedere. Appoggio un secondo corpo sopra il primo. Il secondo corpo abbia massa pari a 30 kg. Il tavolo seguita a reggere entrambi i pesi che restano, entrambi, in quiete. Quanto vale l accelerazione del primo corpo per effetto della risultante di tutte le forze ad esso applicate (detta g l accelerazione di gravità): A. g B. 15/g m/s 2 C. 0 D. 15 m/s 2 E. 2 g

22 Sia dato un corpo di massa 15 kg, che giace in quiete sopra un tavolo. Il tavolo sopporta il peso del corpo, senza cedere. Appoggio un secondo corpo sopra il primo. Il secondo corpo abbia massa pari a 30 kg. Il tavolo seguita a reggere entrambi i pesi che restano, entrambi, in quiete. Quanto vale l accelerazione del primo corpo per effetto della risultante di tutte le forze ad esso applicate (detta g l accelerazione di gravità): A. g B. 15/g m/s 2 C. 0 D. 15 m/s 2 E. 2 g C

23 Agisce in modo costante su tutti gli oggetti dotati di massa È sempre diretta verso il basso ( Vedremo: Gravitazione) L accelerazione di gravità (g) varia da pianeta a pianeta F!" = mg " NOTA: Peso (N, vettoriale) Massa (kg, scalare)

24 Un corpo di massa 3,5 kg sulla Terra pesa A. 350 N B. 34,3 N C. 3,5 N D. 0,34 N

25 Un corpo di massa 3,5 kg sulla Terra pesa A. 350 N B. 34,3 N C. 3,5 N D. 0,34 N B

26 I corpi elastici (e.g. molle) reagiscono a una deformazione con una forza opposta e di intensità proporzionale alla deformazione stessa!" " F = k x Forza di richiamo

27 Asta graduata sfruttando la legge di Hooke e una molla di costante elastica nota NOTA: Dinamometro: Misura il peso Bilancia: Misura la massa

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29 Attrito statico Attrito dinamico

30 Attrito statico Attrito dinamico 1. Radente 2. Volvente 3. Viscoso

31 Attrito statico Attrito dinamico 1. Radente 2. Volvente 3. Viscoso

32 !" F Attrito statico:!" MAX = µ F s P Attrito dinamico:!"!" F = µd F P Sempre opposto alla direzione del moto

33 Forza di richiamo! F = G Mm R 2 Forza conservativa Nota: Ricavata per interazione Terra-Sole Misura di G: Cavendish (Scozzese, ) G = Nm 2 kg -2

34 g = G M Terra = 6, , R 2 Terra ( 6, ) 2 9,81 m s 2 g = 9,827 g = 9,78 R variabile = G variabile g POLO > g EQUATORE g dipende dal pianeta (e.g. g LUNA ~1/6 g TERRA )

35 Due corpi massivi, posti ad una distanza d, si attraggono con una forza di modulo F. Se la distanza tra i due corpi viene raddoppiata, allora: A. La forza raddoppia B. La forza si riduce ad un quarto C. La forza si dimezza D. La forza quadruplica E. La forza non cambia

36 Due corpi massivi, posti ad una distanza d, si attraggono con una forza di modulo F. Se la distanza tra i due corpi viene raddoppiata, allora: A. La forza raddoppia B. La forza si riduce ad un quarto C. La forza si dimezza B D. La forza quadruplica E. La forza non cambia

37 alla fine t = 1 sin( θ ) 2h g v = 2gh

38 t = 1 sin( θ ) 2h g alla fine: v = 2gh Come la caduta libera!!!

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40 alla fine: Anche le velocità dipende dall angolo!