Meccanica Dinamica del punto materiale

Documenti analoghi
Meccanica Dinamica del punto materiale

Meccanica Dinamica del punto materiale

Meccanica Dinamica del punto materiale

Applicazioni delle leggi della meccanica: moto armnico

Meccanica del punto materiale

Cap Moti oscillatori

Esercitazione 2. Soluzione

Soluzione degli esercizi dello scritto di Meccanica del 08/07/2019

OSCILLATORE ARMONICO SEMPLICE

IL MOTO ARMONICO QUALCHE RIMANDO ALLA FORZA CENTRIPETA E AL MOTO CIRCOLARE

Esercitazione 2. Soluzione

Applicazione dei Principi della Dinamica

Dotto Formazione a tutto tondo Rapid Training 2018 Corso di Fisica Argomento 5 I moti nel piano

mg 2a 1 tan 2 θ = 3 8 m (6)

ESERCIZI FISICA I Lezione

Forza centrifuga. Funi e molle. Equazioni del moto

Dinamica del punto materiale

Ricordiamo ora che a è legata ad x (derivata seconda) ed otteniamo

Soluzione degli esercizi dello scritto di Meccanica del 17/06/2019

Intendo svolgere (nessuna risposta: compito intero): Compito intero Recupero I parziale Recupero II parziale Recupero III parziale.

Dinamica: Forze e Moto

Meccanica Dinamica del punto materiale

Fisica Dinamica del punto

Soluzione degli esercizi della prova in itinere di Meccanica del 19/11/2018

Oscillazioni. Si produce un oscillazione quando un sistema viene perturbato rispetto a una posizione di equilibrio stabile

Unità didattica 3. Terza unità didattica (Fisica) 1. Corso integrato di Matematica e Fisica per il Corso di Farmacia

Appunti sul moto circolare uniforme e sul moto armonico- Fabbri Mariagrazia

Dinamica del punto materiale: problemi con gli oscillatori.

VII ESERCITAZIONE. Soluzione

Nome..Cognome.. Classe 4D 18 dicembre VERIFICA DI FISICA: lavoro ed energia

Principio d inerzia. Perché avviene il moto??

Oscillazioni. Si produce un oscillazione quando un sistema viene perturbato rispetto a una posizione di equilibrio stabile

VII ESERCITAZIONE - 29 Novembre 2013

Meccanica Dinamica del punto materiale

Lez E. Fiandrini Fis. Ser e Appl. 1

Formulario Meccanica

PROVA SCRITTA DI MECCANICA RAZIONALE (21 gennaio 2011)

MOMENTI DI INERZIA PER CORPI CONTINUI

1) Fare il diagramma delle forze, cioè rappresentare graficamente tutte le forze agenti sul corpo o sui corpi considerati.

Compito di Fisica Generale (Meccanica) 13/01/2014

Meccanica 15Aprile 2016

P = mg; F N = mg cosα; F A = µ d F N = µ d mg cosα.

III ESERCITAZIONE - 21 Ottobre 2013

Meccanica 13 Aprile 2015

Esercizi di dinamica

FISICA (modulo 1) PROVA SCRITTA 07/07/2014. ESERCIZI (Motivare sempre i vari passaggi nelle soluzioni)

Errata Corrige. Quesiti di Fisica Generale

Esercizi aprile Sommario Conservazione dell energia e urti a due corpi.

Fisica I - Ing. Sicurezza e Protezione, prof. Schiavi A.A Soluzioni proposte per il Foglio di Esercizi n. 2

Conservazione dell energia

Capitolo 12. Moto oscillatorio

F = ma = -mω 2 R u r.

Esercizio 1 Meccanica del Punto

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE. Studio delle cause che determinano il moto Introduzione di nuove grandezze:

Esame di Fisica con Laboratorio Corso di Laurea in Scienze dell Architettura Università degli Studi di Udine 29 gennaio 2010 Mario Paolo Giordani

Esercitazione 3. Soluzione. F y dy = 0 al 2 dy = 0.06 J

SOLUZIONI a) Tracciamo il diagramma delle forze in un generico punto sulla traiettoria:

ESERCIZIO 1 DATI NUMERICI. COMPITO A: m 1 = 2 kg m 2 = 6 kg θ = 25 µ d = 0.18 COMPITO B: m 1 = 2 kg m 2 = 4 kg θ = 50 µ d = 0.

Problemi di dinamica del punto materiale

3.Dinamica e forze. La dinamica è quella parte della meccanica che studia il moto di un corpo facendo riferimento alle cause esterne che lo generano.

Università del Sannio

Prova in itinere di Fisica (I modulo) Scienze e Tecnologie dell Ambiente. Soluzioni

III ESERCITAZIONE. Soluzione. (F x û x + F y û y ) (dx û x + dy û y ) (1)

Esame di Meccanica Razionale (Dinamica) Allievi Ing. Edile II Anno Prova intermedia del 23 novembre 2012 durata della prova: 2h

) 2 + β 2. Il primo membro si semplifica tenendo conto che

Soluzioni della prima prova di accertamento Fisica Generale 1

Modulo D Unità 1 I principi della dinamica. Il Primo principio della dinamica. La Dinamica. Il primo principio della dinamica

SOLUZIONE a.-d. Iniziamo a tracciare il diagramma delle forze che agiscono su ogni corpo, come richiesto al punto d.

Unità didattica 2. Seconda unità didattica (Fisica) 1. Corso integrato di Matematica e Fisica per il Corso di Farmacia

Meccanica. 10. Pseudo-Forze. Domenico Galli. Dipartimento di Fisica e Astronomia

GRANDEZZE SCALARI E VETTORIALI

GRANDEZZE SCALARI E VETTORIALI

Poichési conserva l energia meccanica, il lavoro compiuto dal motore è pari alla energia potenziale accumulata all equilibrio:

Compito di Fisica 1 Ingegneria elettrica e gestionale Soluzioni fila B

Forze di attrito. coefficiente di attrito statico, R t tangenziale del piano e R n

Dinamica: Forze e Moto, Leggi di Newton

Lezione 4. Meccanica del punto materiale Dinamica

Attrito statico e attrito dinamico

[a= 1.54 m/s 2 ; T 12 =17.5 N, T 23 = 10.5 N]

Attrito statico e attrito dinamico

Esercitazioni di Meccanica Razionale

DINAMICA 2. Quantità di moto e urti Attrito tra solidi Attrito viscoso Forza elastica Proprietà meccaniche dei solidi Forza centripeta

Il Corso di Fisica per Scienze Biologiche

m = 53, g L = 1,4 m r = 25 cm

7. Forze elastiche. Nella figura 1 il periodo è T = 2s e corrisponde ad un moto unidimensionale limitato tra i valori x = 0 ed x = 1.

Lavoro. F=F(r) e in generale una funzione della posizione e

8. Energia e lavoro. 2 Teorema dell energia per un moto uniformemente

Compito di Fisica 1 Ingegneria elettrica e gestionale Soluzioni fila B

Fisica Generale I (primo modulo) A.A , 9 febbraio 2009

Fondamenti di Meccanica Esame del

Esonero 17 Novembre 2017

Fisica per Farmacia A.A. 2018/2019

Dinamica. Studio delle CAUSE del moto Cosa fa muovere un corpo? FORZA = ciò che modifica l atto di moto di un corpo. Atto di moto

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE

F, viene allungata o compressa di un tratto s rispetto alla sua posizione di equilibrio.

Lezione 8 Dinamica del corpo rigido

Risoluzione problema 1

4. Disegnare le forze che agiscono sull anello e scrivere la legge che determina il moto del suo centro di massa lungo il piano di destra [2 punti];

Transcript:

Meccanica 18-19 Dinamica del punto materiale 8

Dinamica del punto materiale Legge fondamentale della dinamica: d r ma m dt Tipi di forza: orza peso Reazione vincolare orza di attrito radente (statico, dinamico)

orza elastica : una forza del tipo Nel caso ulsazione: Dinamica del punto materiale orza elastica x k x x u k ( ) ( ) x > costante elastica Il modulo è proporzionale allo spostamento rispetto al centro Il verso è sempre opposto a quello dello spostamento Esempio: punto materiale all estremo di una molla ideale (senza massa): l l x a m k m Moto armonico semplice, con ω k π eriodo: T π m ω O kx x k( l l ) kx Equazione del moto: forza accelerazione posizione d x x m k (monodimensionale) lunghezza a riposo dt k + x m k ω m Determinati dal rapporto tra costante elastica e massa del punto

( x) kx u x l l Dinamica del punto materiale orza elastica Equazione del moto? x sin( ω t + φ) con ω Se assumiamo condizioni iniziali x ( ) x v( ) x x sin( ω t + / ) x cos( ω ) π d x k + x dt v ω x sin( ω t) m Equazione della velocità? v ω cos( ω t + φ) t sinφ x cos ω φ φ π /, x k m

Dinamica del punto materiale orza elastica Supponiamo una velocità iniziale non nulla: x ( ) x v ( ) v sinφ x ω cosφ v ase iniziale: mpiezza: sinφ ω cosφ sin x v sin α + cos α 1 x v φ + cos φ + ω Sfruttiamo Equazione del moto: 1/ tan vremo ancora moto armonico φ x ω v 1 x sin( ω t + φ) ma con valori diversi di ampiezza e fase iniziale arctan φ v x x ω v + ω v x x( t) x + + sin ωt arctan ω ω v er v si ritrovano i risultati precedenti arctan α π / α

Dinamica del punto materiale orza elastica Equilibrio statico l ( l l ) 1 pplichiamo a una forza costante che mantenga la molla (ideale) tesa con uno spostamente costante x 4 3 l 1 I punti e Q sono fermi 1 3 4 pplicata dall esterno orza elastica -kx orza elastica +kx Reazione vincolare oiché anche la molla nel suo insieme è ferma la risultante delle forze esterne deve essere nulla: 1 + 4 1 4 er mantenere una molla libera deformata di una quantità x dobbiamo applicare agli estremi due forze uguali e contrarie di modulo kx

ili e carrucole ilo ideale : inestensibile, massa trascurabile Tensione del filo teso a una estremità da una forza Elemento infinitesimo ds bilancia la forza T ll interno del filo ogni elemento infinitesimo è in equilibrio statico tra coppie di forze ll altro estremo il vincolo esercita la forza B T T, T B Carrucola: consente di cambiare direzione alla forza senza modificarne l intensità z O B β orza applicata al perno: T 1 + T T cos β u Z mg mg

endolo conico unto materiale di massa m appeso a un filo di lunghezza data ruota con v cost su traiettoria circolare (filo: inestensibile, massa trascurabile)

Calcolare: Velocità del punto, tensione del filo TOT ma z T cos mg v N T sin man m r (moto circolare uniforme) T mg T cos v mg La velocità non m dipende dalla massa r cos sin v rg tan v ± gl sin tan Limite di piccoli angoli: 1 6 1 cos 1 +... 3 sin +... endolo conico Relazione tra angolo e velocità del punto T + mg v gl L angolo è (circa) proporzionale alla velocità T cos mg Velocità angolare: ω T T v r sin u z mg g tan l sin ω u T gl sin tan l sin l T r u N g / l O g l cos

y y f ( ) y sin 1 3 y 6

T Moto curvilineo dv dt v R m ut + m u N T N + orza tangenziale Variazione del modulo della velocità N ma + m T a N a a + a orza centripeta Variazione della direzione T N Effetto della presenza di vincoli a T T La causa della variazione di direzione nel moto curvilineo è spesso data dalla risposta vincolare a N N zone del vincolo: N

endolo semplice orza peso Tensione del filo unto materiale di massa m appeso a un filo ideale (inestensibile, massa trascurabile) di lunghezza fissata

endolo semplice unto di massa m, vincolato a un filo ideale, nei pressi della superficie terrestre osizione generica individuata dall angolo Moto circolare TOT T + mg ma Componenti normale e tangente alla traiettoria centripeta: tangenziale: T mg cos ma mg sin ma Verso opposto a > ( forza di richiamo ) T ccelerazione tangenziale in funzione della accelerazione angolare: d a T Lα L g sin dt d dt N g L + a T g sin d g + sin dt L Nel limite di piccole oscillazioni (piccoli valori di ): 1 6 3 sin +... < Moto armonico semplice O > L mg sin T mg Equazione differenziale del moto del pendolo mg cos

iccole oscillazioni ulsazione e periodo: ω g L Equazione del moto: T er l angolo Velocità angolare: Velocità angolare d g + dt L endolo semplice π π ω Moto armonico semplice L g ( t) max sin( ω t + φ) Condizioni iniziali Indipendenti - dalla massa - dall ampiezza dell oscillazione Coordinata s(t) lungo la traiettoria: d s( t) L ( t) L max sin( ωt + φ) ω ( t) ω max cos( ωt + φ) dt Velocità lineare: ulsazione ds v ( t) Lω max cos( ωt + φ) dt Velocità massima: cos( ω t + φ ) 1 ( ω t + φ) Velocità nulla: cos( ω t + φ ) ( ω t + φ) π / max O s( t) L mg sin T mg cos mg

Tensione del filo T mg cos ma N T m( g cos v + an ) m g cos + L Tensione massima: er piccole oscillazioni: v( t) Lω cos( ω t + φ) max Limite delle piccole oscillazioni: T π L / er grandi oscillazioni: moto periodico ma non armonico pprossimazione sul periodo endolo semplice Equazione del moto: t) sin( t ) Componente perpendicolare alla traiettoria: ( ω ) max ω φ T ( t) m g cos + L cos ( t + ) Tensione minima: ( max ω + φ ( t) ( ω + φ ) ( t) max t ( ω + ϕ ) π / t g max < 5 T / T < 5% max < 7 T / T <.1% O L mg sin T mg cos mg

endolo semplice orza peso Tensione del filo

Lavoro della forza: Dinamica del punto materiale Lavoro della forza Consideriamo un punto in moto, soggetto a una forza compie uno spostamento s lungo la sua traiettoria π / W < Lavoro motore ( W > ) π / Lavoro nullo ( W ) π / Lavoro totale compiuto da una forza nello spostamento di dal punto al punto B assando al limite: W B s s cos T s > Lavoro resistente ( W < ) orza e la direzione dello spostamento in generale variano da un punto all altro della traiettoria orza costante su ogni piccolo spostamento W i s i i W B ds n i 1 s B cos ds i s i s i i B T B ds s ds T orza tangenziale: proiezione in direzione dello spostamento B Il lavoro è l integrale di linea della forza lungo la traiettoria

Dinamica del punto materiale Lavoro della forza La forza agente può essere la risultante di diverse forze Lavoro totale: W B N B B ds i ds i 1 B N i ds i 1 N B N ds W i 1 N 1 + 1 +... + N i 1 i i 1 i i ds Il lavoro della risultante è pari alla somma del lavoro delle singole forze agenti B - Non agiscono forze W - La risultante è nulla - La risultante è sempre ortogonale alla traiettoria - Spostamento nullo E.g.: Moto circolare uniforme