Main training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 7 Fluidostatica e Fluidodinamica

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3 Main training FISICA Lorenzo Manganaro Lezione 7 Fluidostatica e Fluidodinamica

4 1. Fluidostatica Pressione e Principio di Pascal Legge di Stevino Legge di Archimede 2. Fluidodinamica Portata e Equazione di continuità Teorema di Bernoulli

5 Legge di Stevino 2. Legge di Archimede 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 Fluido: un particolare stato della materia che comprende liquidi e gas (e plasmi) Approssimazione: Fluido ideale : 1. Incomprimibile è densità costante 2. Coefficiente di viscosità nullo è No attriti interni

7 P = F A In un fluido per esercitare una forza occorre una superficie di applicazione 1. Grandezza scalare 2. Unità di misura (SI): Pa = N/m 2 3. F perpendicolare ad A (esempio!)

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9 Bar: 1 bar = 10 5 Pa (1 bar = 1 MBa (megabaria) = 10 6 dyne/cm 2 è Sistema CGS) Atmosfere: 1 atm = 1, Pa Millimetri di mercurio (o Torricelli): 1 mmhg = 1 Torr = 1/760 atm = 133,3 Pa

10 Gli pneumatici di un auto sono gonfiati a 2,5 atm, ovvero a circa: A Pa B Pa C Pa D Pa E Pa

11 Gli pneumatici di un auto sono gonfiati a 2,5 atm, ovvero a circa: A Pa B Pa C Pa E D Pa E Pa

12 In un fluido in quiete la pressione si propaga in maniera isotropa (in ogni direzione) e omogenea (con la stessa intensità su tutte le superfici a contatto)

13 La forza motrice è inferiore alla forza resistente Il lavoro delle due forze è lo stesso (in modulo) è Conservazione dell energia!

14 P = ρgh DA SAPERE: Densità dell acqua: 1000 kg/m 3 = 1 kg/dm 3 = 1 kg/l = 1 g/cm 3 Generalizzata: P = ρgh + P 0

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17 Esercizio: Calcolare di quanto aumenta la pressione sotto il livello del mare ogni 10 metri di profondità

18 Osservazioni: 1. Dipende dal liquido dentro 2. Pressione relativa (e.g. pressione arteriosa)

19 Esercizio: La pressione venosa è 15 mmhg, a che altezza (almeno) va posto il contenitore della flebo? Domanda: Perché non si utilizzano le arterie per la fleboclisi?

20 Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l alto pari al peso del volume di fluido spostato! F A = ρ Fluido gv Immerso NOTA: È una forza! Condizione di galleggiamento: F A F Peso ρ Fluido ρ Oggetto

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23 Esercizio: Una barchetta di legno con dentro un soldatino di piombo galleggia in un contenitore pieno d acqua. Se il soldatino viene tolto dalla barchetta e messo in acqua, il livello dell acqua nel contenitore: A. Aumenta B. Diminuisce C. Rimane invariato D. Non ci sono abbastanza dati per rispondere

24 Esercizio: Una barchetta di legno con dentro un soldatino di piombo galleggia in un contenitore pieno d acqua. Se il soldatino viene tolto dalla barchetta e messo in acqua, il livello dell acqua nel contenitore: A. Aumenta B. Diminuisce C. Rimane invariato B D. Non ci sono abbastanza dati per rispondere

25 Esercizio: Se un iceberg si scioglie completamente, il livello del mare: A. Si alza B. Si abbassa C. Rimane invariato D. Non ci sono abbastanza dati per rispondere

26 Esercizio: Se un iceberg si scioglie completamente, il livello del mare: A. Si alza B. Si abbassa C C. Rimane invariato D. Non ci sono abbastanza dati per rispondere

27 Flusso stazionario: la velocità del fluido rimane costante in ciascun punto del fluido in movimento Ovvero: a partire da ogni punto le particelle del fluido compiono sempre la stessa traiettoria (linee di corrente è tubi di corrente) Regime laminare: il moto avviene senza alcun rimescolamento nel fluido

28 Il volume di fluido che attraversa una sezione S del tubo di corrente nell unità di tempo Grandezza scalare Q = V t Unità di misura nel SI: m 3 /s (altre: L/s) Si ricava Q=S v

29 In un tubo di corrente la portata è costante Tubo più stretto = Fluido più veloce

30 NOTA: se v=0: Stevino! p + ρgh + 1! 2 ρv2 = costante

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38 v = 2gh

39 Esercizio: A che altezza devo bucare un contenitore pieno d acqua per massimizzare la gittata del getto?