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Momento Angolare Moti Traslatori per un punto materiale per un sistema Conservazione della quantità di moto!! Moti Rotatori Momento angolare di una particella.

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Presentazione sul tema: "Momento Angolare Moti Traslatori per un punto materiale per un sistema Conservazione della quantità di moto!! Moti Rotatori Momento angolare di una particella."— Transcript della presentazione:

1 Momento Angolare Moti Traslatori per un punto materiale per un sistema Conservazione della quantità di moto!! Moti Rotatori Momento angolare di una particella rispetto ad O Sia xy il piano individuato dai vettori r e p O

2 Momento angolare 2 O braccio di p rispetto ad O ossia la distanza della retta di azione di p rispetto ad O

3 Applicazione.. 3 O Una particella di massa 13.7 g è in moto alla velocità costante di 380 m/s. La traiettoria rettilinea della particella passa a distanza di 12 cm dallorigine. Si calcoli il momento angolare della particella rispetto allorigine.

4 Momento angolare e torcente 4 Il momento torcente totale rispetto al polo O delle forze agenti sulla particella è uguale alla variazione temporale del momento angolare della particella calcolato rispetto allo stesso polo.

5 5 Momento angolare e torcente Per un sistema di particelle il momento L rispetto al polo O: Scelto O, come origine del sistema di riferimento cartesiano: La variazione temporale del momento angolare di un sistema di particelle è uguale al momento torcente totale dovuto alle forze che agiscono sulle particelle del sistema.

6 6 Momento angolare e torcente Per la III legge di Newton: il momento torcente totale delle forze interne è nullo: Il momento torcente totale dovuto alle forze esterne che agiscono su un sistema di particelle è uguale alla variazione temporale del momento angolare di un sistema stesso, entrambi calcolati rispetto al medesimo polo fisso nel sistema di riferimento inerziale scelto per studiare il moto. Vale sia per un sistema di particelle che per un corpo rigido

7 Momento delle forze interne… O

8 Conservazione del momento angolare 8 Se Se il momento totale delle forze esterne agenti su un sistema di particelle è nullo, il momento angolare tot. del sistema si conserva. Il momento angolare di una singola particella invece può variare, a causa delle forze interne. Se una componente del momento torcente totale esterno è nullo la corrispondente componente del momento angolare tot è costante. Se il momento totale delle forze esterne agenti su un sistema di particelle è nullo, il momento angolare tot. del sistema si conserva. Il momento angolare di una singola particella invece può variare, a causa delle forze interne. Se una componente del momento torcente totale esterno è nullo la corrispondente componente del momento angolare tot è costante.

9 9 Consideriamo un sistema di punti materiali, rigido, in rotazione attorno allasse z con velocità angolare. Consideriamo la particella i-esima. j Momento e velocità angolari

10 Conservazione momento angolare: applicazioni 10 Il momento delle forze esterne rispetto al CM è nullo I + grande I + piccolo I + grande I + piccolo

11 11 Simmetria Assiale Due particella di stessa massa che ruotano attorno allasse. Un corpo rigido è simmetrico attorno ad un asse se e solo se per ciascun elemento ne esiste un secondo di ugual massa posto alla stessa distanza dallasse sulla retta ad esso ortogonale passante per il punto occupato dal primo elemento.

12 12 Corpo rigido in rotazione attorno ad un suo asse di simmetria: Ogni corpo per un suo punto passano almeno tre assi (assi principali di inerzia) ortogonali tra loro tale che quando il corpo ruota rispetto ad uno di essi: Corpo rigido in rotazione attorno ad un suo asse di simmetria: Ogni corpo per un suo punto passano almeno tre assi (assi principali di inerzia) ortogonali tra loro tale che quando il corpo ruota rispetto ad uno di essi: Assi principali di inerzia

13 Corpi simmetrici e asimmetrici 13 La sbarra con corpi di massa m è rigidamente connessa con lalbero centrale. Il corpo non è simmetrico rispetto allasse di rotazione e lasse di rotazione non è un asse principale dinerzia: Lalbero ruota a velocità angolare constante. Precede attorno allasse

14 14 Corpi simmetrici e asimmetrici Il momento torcente delle forze esterne è dovuto alle forze che i sostegni esercitano sullalbero: Per mantenere i due punti materiali sulla traiettoria circolare occorre applicare a ciascun punto materiale una forza centripeta. il cui momento è ortogonale a piano individuato da z = 0 z costante

15 15 non hanno nessun altra funzione che quella di far precedere il momento angolare attorno allasse di rotazione non hanno alcuna influenza sulla velocità angolare Ma al tempo sottopongono a sforzi inutili tutta la struttura (lasse di rotazione, i cuscinetti, etc) non hanno nessun altra funzione che quella di far precedere il momento angolare attorno allasse di rotazione non hanno alcuna influenza sulla velocità angolare Ma al tempo sottopongono a sforzi inutili tutta la struttura (lasse di rotazione, i cuscinetti, etc) Si preferisce lavorare in modo che il momento angolare sia parallelo allasse di rotazione (in cui tali forze non sono richieste) Questo si ottiene equilibrando il corpo rigido rispetto allasse di rotazione (equilibrature delle gomme dellautomobile) Si preferisce lavorare in modo che il momento angolare sia parallelo allasse di rotazione (in cui tali forze non sono richieste) Questo si ottiene equilibrando il corpo rigido rispetto allasse di rotazione (equilibrature delle gomme dellautomobile) Poiché

16 La Trottola 16 Consideriamo il moto della trottola in rotazione attorno al suo asse di simmetria. Lasse di rotazione precede ossia si muove attorno allasse verticale. Il momento torcente della forza P: perpendicolare sia allasse di rotazione che ad L modifica la direzione di L, ma non il modulo: O r

17 Trottola: moto di precessione 17 O La velocità angolare di precessione è inversamente proporzionale ad L e quindi alla velocità angolare di rotazione attorno allasse di simmetria


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