Viscosità o attrito interno In liquidi

Presentazione sul tema: "Viscosità o attrito interno In liquidi"— Transcript della presentazione:

1 Viscosità o attrito interno In liquidi
Attrito statico-dinamico in solidi Schermo completo…cliccare se serve

2 Liquido B Liquido A Liquido A Liquido C Liquido B Liquido C Lastra di vetro Versare quantità equali di liquidi diversi su un piano orizzontale: osservare come si espandono :stessa velocità ? Versando liquido C e B quale comportamento prevedi?licca B più veloce di A….A più veloce di C…prevedibile B più veloce di C

3 A B Due tavolette uguali poste su liquidi uguali e sollecitate da forze diverse si spostano con diversa velocità in funzione della diversa forza applicata aumentando la forza aumenta anche la velocità

4 A B Due tavolette uguali poste su liquidi diversi e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione della diversa natura dei liquidi

5 A B Due tavolette con lo stesso peso ma diversa superficie poste su liquidi uguali e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione della diversa superficie dei corpi

6 A B Due tavolette con lo stesso peso e uguale superficie poste su liquidi uguali e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione del diverso spessore del liquido più veloce con maggior spessore

7 Interpretazione del fenomeno:clicca
Osservazioni: la velocità di spostamento della tavoletta sulla superficie libera di un liquido è proporzionale alla forza applicata è proporzionale allo spessore del fluido dipende dalla natura del liquido è inversamente proporzionale alla superficie della tavoletta V = k* F* H / S Interpretazione del fenomeno:clicca

8 1 2 3 4 5 6 Ipotesi: lo strato superficiale 1 a contatto con la tavoletta la segue con la stessa velocità e risente di una forza frenante dovuta allo strato 2 sul quale fluisce: lo strato 2 viene sollecitato a muoversi seguendo lo strato1 e risulta frenato dallo strato 3 che lo segue rallentandolo: e così la azione di trascinamento e frenamento si ripete fino all’ultimo strato, più profondo; ove praticamente si ha la minima velocità o immobilità

9 Liquido A meno viscoso di liquido B : liquido A meno viscoso a 50°C
Vaso capillare,sottile Riempire ampolle uguali,con liquidi diversi A e B:misurare tempo impiegato per svuotarsi completamente; ripetere esperimento con liquido A a due diverse temperatura: come cambia tempo di svuotamento ? Viscosità ? clicca

10 Attrito statico di distacco dinamico

11 Pesi uguali – piano increspato e piano ben levigato- forza necessaria per iniziare movimento,accelerazione, diversa:perché ? a = F / massa F=100 Fx= F – A = =80 F=80 Le forze diverse applicate a masse uguali dovrebbero produrre diverse accelerazioni:invece osserviamo la stessa accelerazione: forse la forza maggiore deve prima vincere un’altra forza che si oppone al movimento :attrito …quindi Forza effettiva Fx = Forza – Attrito = F-A

12 a = F / massa F=100 Fx= F – A = =80 Evidentemente la levigatezza delle superfici riducendo le asperità riduce anche il lavoro per vincere le resistenze: minore attrito La forza applicata deve compiere un lavoro per vincere le resistenze opposte dalla rugosità delle superfici a contatto:deve sollevare tutto il peso secondo la verticale e spostarlo in avanti:solo parte della forza applicata produce la accelerazione sulla massa:e più grande è la massa da sollevare più grande sarà il lavoro da compiere per vincere la resistenza (aumenta attrito):minore sarà la residua forza che produce accelerazione…

13 Un corpo con peso costante P appoggiato su una superficie orizzontale rimane fermo:la forza peso P produce una reazione da parte dell’appoggio in senso opposto R: se applichiamo al corpo una forza F parallela alla superficie , il corpo rimane fermo finchè la forza applicata non supera un determinato valore:allora il corpo si mette in movimento, subisce una accelerazione:si ipotizza esistenza di una resistenza che si oppone al moto che dovrebbe sempre comparire applicando una forza al corpo a = P/m a tale resistenza di assegna nome di forza di attrito

14 R A F A F P F F Un corpo con peso costante P appoggiato su una superficie orizzontale rimane fermo:la forza peso P produce una reazione da parte dell’appoggio in senso opposto R: se applichiamo al corpo una forza F parallela alla superficie , il corpo rimane fermo finchè la forza applicata non supera un determinato valore:allora il corpo si mette in movimento, subisce una accelerazione:si ipotizza esistenza di una resistenza che si oppone al moto che dovrebbe sempre comparire applicando una forza al corpo a = P/m a tale resistenza di assegna nome di forza di attrito il corpo inizia il movimento solo se F > A

15 La F da applicare risulta leggermente superiore all’attrito A
F=8..A=7.9 F=10..A=9.9 F F P=80 P=100 Provando con due corpi di peso diverso, a parità di altre condizioni, si osserva che la forza da applicare ai corpi per ottenere una accelerazione , è diversa: ( e quindi anche la forza di attrito da vincere): risulta proporzionale alla pressione esercitata perpendicolarmente alla superficie (nel caso di orizzontalità , peso e forza normale sono coincidenti): A = k*N La F da applicare risulta leggermente superiore all’attrito A

16 A F F=9…A=8.9 F=10..A=9.9 A F F F P=100 P=100 Ripetendo la prova usando corpi dello stesso peso ma superfici di uguale o diversa natura si osserva che l’attrito varia (maggiore se corpo e superficie sono della stessa natura) varia inoltre se sono interposte sostanze lubrificanti (es.acqua, olio..) varia inoltre in funzione della levigatezza delle superfici a contatto Attrito = k*N K = attrito/N Come mai appare attrito e variabile con peso,natura,stato corpi?

17 A F F=9…A=8.9 F=10..A=9.9 F P=100 F P=100 Attrito = k*N K = attrito/N Come mai appare attrito e variabile con peso,natura,stato corpi? Da notare che esiste un attrito di distacco superiore a quello che compare e persiste durante il movimento Ipotesi:se le superfici dei corpi a contatto non sono perfettamente levigate ,intervengono ostacoli minimi allo scorrimento relativo dei corpi a contatto e quindi una forza totale resistente o forza di attrito che dipende dallo stato delle superfici e dalla natura dei corpi (se uguali, interviene la forza di coesione invece di quella di adesione…) i lubrificanti rendono meno aspre le discontinuità delle superfici e quindi facilitano lo scorrimento

18 Il peso del corpo viene scomposto in due componenti:una perpendicolare al piano e tende fare aderire il corpo alla superficie; l’altra parallela al piano e tende a far scendere il corpo lungo il piano: Osservare relazione tra inclinazione del piano inclinato e inizio dello scorrimento del corpo appoggiato sul piano: perché non scorre nel primo e secondo caso mentre inizia a muoversi nel terzo caso? Che cosa impediva lo scorrimento e cosa invece lo provoca? Pensaci e clicca L H L H L H La forza parallela al piano può essere contrastata applicando al corpo una forza equilibrante uguale e opposta:ma nel nostro caso non si vede…

19 L H L H L H Modificando la superficie del piano, lubrificandola, rendendola più levigata, cambiando la natura del materiale, si osserva lo scorrimento anche nel piano nel quale precedentemente il corpo rimaneva immobile…come mai?

20 L H L H Usando due piani con le stesse caratteristiche e due corpi simili come dimensioni ma con peso diverso, si osserva che il corpo più pesante scorre verso il basso mentre l’altro rimane immobile:come mai? Quali elementi sembrano entrare in gioco per originare una forza di tipo equilibrante che contrasta lo scorrimento del corpo e come varia in funzione degli stessi ?clicca…

21 A parità di pendenza la forza varia con la lubrificazione, peso del corpo
A parità di lubrificazione, peso del corpo, varia con la pendenza del piano L H L H L H

22 Il peso del corpo viene scomposto in due componenti:una perpendicolare al piano e tende fare aderire il corpo alla superficie; l’altra parallela al piano e tende a far scendere il corpo lungo il piano: L H La forza di attrito compare in funzione L H L H Dalla inclinazione del piano e dal peso del corpo dipende il valore della forza componente parallela al piano ,responsabile dello scorrimento:questa forza deve essere equilibrata da una forza detta di attrito

23 fine