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A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 1 Meccanica Dinamica.

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Presentazione sul tema: "A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 1 Meccanica Dinamica."— Transcript della presentazione:

1 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 1 Meccanica Dinamica

2 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 2 Il velocista dopo larrivo smette di pedalare, ma prosegue a correre per un lungo tratto. Come lo si può spiegare? Lauto continua il suo moto anche se il guidatore ha sollevato il piede dallacceleratore (per fermarsi al semaforo il guidatore frena!) Come lo si può spiegare?

3 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 3 Se si toglie velocemente il foglio da sotto il vaso questultimo resta fermo. Come lo si può spiegare? Un vaso è appoggiato sopra ad un foglio posto sul tavolo

4 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 4 Un ragazzo che corre con velocità costante lascia cadere un palla quando è nel punto A della figura. Quale delle traiettorie disegnate descrive il moto della palla rispetto a un osservatore fermo e il punto in cui essa toccherà il suolo?

5 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 5 Il bombardiere sta volando a km/h. Sgancia (toglie il gancio a) un nugolo di bombe. Quale foto ci si aspetta sia quella che riproduce la corretta caduta del nugolo di bombe nel sistema di riferimento dellaereo? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x y z

6 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 6 a)b) c)d)

7 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 7 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

8 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 8 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

9 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 9 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

10 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 10 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

11 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 11 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

12 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 12 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

13 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 13 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

14 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 14 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza

15 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 15 Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza ripeti

16 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 16 Se un corpo è inizialmente in moto Se un corpo è inizialmente fermo tende a restare fermo (se non cè un ulteriore sistema che interagisce con esso) tende a proseguire di moto rettilineo uniforme (se non cè un ulteriore sistema che interagisce con esso) Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!!

17 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 17 Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di quiete o stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (il sistema non interagisce con altri sistemi), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!! Il sistema oggetto della nostra osservazione. Sottinteso il modello: Sistema = punto materiale In fisica si esplicita sempre il sistema fisico che viene studiato e il modello che si assume per descrivere laspetto studiato Stato di moto = posizione e velocità del punto materiale ad un assegnato istante Il processo fisico è linterazione fra sistemi Lo stato di moto è relativo al sistema di riferimento In un dato sistema di riferimento inerziale esso non cambia. Se cambia si possono sempre trovare altri sistemi con cui il sistema in osservazione interagisce. Tali interazioni sono la causa del cambiamento nello stato di moto (una volta eliminate lo stato non cambia) Si rappresenta linterazione con una forza. La somma (vettoriale) delle forze (la risultante) è nulla

18 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 18 Sistema di riferimento inerziale Sistema di riferimento inerziale è un sistema di riferimento in cui vale la legge di inerzia La legge di inerzia vale in un sistema di riferimento inerziale Il circolo vizioso si può superare operativamente: quando si rilevano cambiamenti nello stato di moto o si trovano interazioni che li causano o si possono ricondurre ad accelerazioni del sistema di riferimento, rispetto ad un altro sistema di riferimento. (regressione allinfinito nella ricerca di sistemi di riferimento inerziali)

19 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 19 Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!! Emergono due aspetti Che cosa è un riferimento inerziale. (senza il quale non sapremmo costruire la dinamica) Lo stato di moto rettilineo uniforme non cambia spontaneamente Le interazioni ( le forze) possono produrre cambiamenti nello stato di moto

20 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 20 Per caratterizzare come cambia lo stato di moto rettilineo uniforme: la velocità cambia:da v allistante t a v allistante t+ t accelerazione (media) del sistema: a = v / t Si deve costruire una relazione tra:F e a per poter descrivere come varia lo stato rettilineo uniforme di un sistema, date le forze che agiscono su di esso. Per produrre un cambiamento nello stato di moto rettilineo uniforme: Il sistema in esame deve interagire con altri sistemi Per descrivere una interazione: forza (f) Per descrivere linsieme delle azioni sullo stesso sistema: F = f ( Accelerazione istantanea : a = )

21 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 21 Si applicano forze diverse allo stesso oggetto forza F 1 accelerazione a 1 forza F 2 accelerazione a 2 F 1 < F 2 a 1

22 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 22 Si applica la stessa forza a oggetti diversi forza F accelerazione a 1 forza F accelerazione a 2 F= F a 1 > a 2

23 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 23 Si applicano forze diverse allo stesso oggetto forza F accelerazione a 1 forza F>F accelerazione a=0 !?!? La forza applicata dalluomo è lunica agente sulloggetto? No! Sulloggetto agisce anche la forza esercitata dallostacolo

24 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 24 Carrello con sensore di forza Sensore di moto Massettine appese al filo che traina il carrello e il sensore

25 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 25 x y z Il sistema di riferimento

26 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 26 x y z La distanza dal sensore

27 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 27 Si effettuano misure ripetute con masse trainanti di 40g, 60 g, 80 g, 100g con il solo carrello e sensore, di massa M0; con carrello, sensore e un parallelepipedo di metallo, di massa M1; con carrello, sensore e due parallelepipedi di metallo, di massa M2. M2 m Al PC

28 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 28 Si carica il carrello: M2 m Al PC Che relazione sussiste tra a e F? Lineare della forma: a = k F + k

29 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 29 Secondo Principio della dinamica Un corpo di massa m, su cui agisce una risultante di forze F, è soggetto a una accelerazione proporzionale a F: F = m a F : risultante delle forze agenti sul corpo di massa m m : costante positiva caratteristica del sistema oggetto di studio a : accelerazione del corpo - Non è una definizione di forza. - È la relazione che lega risultante delle forze agenti sul sistema (i descrittori formali delle interazioni del sistema con altri sistemi) l accelerazione del sistema (la grandezza che descrive quantitativamente le variazioni degli stati di moto). - Vale in un sistema di riferimento inerziale.

30 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica 30 I tre principi della dinamica Primo Principio Un sistema permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle. Secondo Principio Un corpo di massa m, su cui agisce una risultante di forze F, è soggetto a una accelerazione proporzionale a F: F = m a In un sistema di riferimento inerziale. Terzo Principio (principio di azione e reazione) Quando due sistemi A e B interagiscono, il sistema A esercita sul sistema B una forza F B e il sistema B agisce sul sistema A con una forza F A che sono uguali in modulo, agiscono sulla stessa retta e hanno verso opposto: F B = - F A


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