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Valentina Di Sarno 1 La barca in Fisica Napoli 15 aprile 2011.

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1 Valentina Di Sarno 1 La barca in Fisica Napoli 15 aprile 2011

2 2

3 La Forza di gravità F G

4 F G F A La Spinta di Archimede

5 F A

6 F A

7 F A = Peso Acqua F A La Spinta di Archimede

8 F p F A Un corpo galleggiante può assumere tre posizioni: Galleggiante Sospeso Affondato

9 F p La Spinta di Archimede

10 F p

11 F p F A

12 F p F A

13 F A F p

14 F A F p

15 15 Quando un corpo galleggia ??? Massa? Volume? Forma?

16 La densità La massa ed il volume di un materiale omogeneo sono direttamente proporzionali. La costante di proporzionalità è la DENSITA 16

17 NomeDensità (g/cm³) Alluminio2.70 Argento10.49 Cemento Ferro7.96 Ghiaccio0.92 Legno (densità media)0.75 Legno di cedro Legno d'ebano0.98 Legno d'olmo Legno di pino bianco Legno di quercia Nichel8.8 Oro19.3 Ottone Osso Piombo11.3 Platino21.37 Rame8.96 Sughero Terra (valor medio*)5.52 Tungsteno19.3 Vetro Zinco Alcune densità a 0°C, 1 atm

18 La linea del galleggiamento 18 Densità e galleggiamento

19 F A F p = F A V i a x = 1 kg / L a < 1 kg / L c = c x V c F p F = A F p = V i / V c c / a La Spinta di Archimede

20 F p F A F p F A c > a c < a La Spinta di Archimede

21 ghiacciolegnoferro c = 0,9 kg/L = 0,75 kg/L = 7,9 kg/L cc = 1 kg / L a La Spinta di Archimede

22 ghiacciolegnoferro c = 0,9 kg/L = 0,75 kg/L = 7,9 kg/L cc = 1 kg / L a 1 / 10 9 / 10 1 / 4 3 / 4 La Spinta di Archimede

23 23 Eureka! Vitruvio nel De architectura racconta una storia di artigiani che beffano i re e di scienziati che svelano linganno

24 LEquilibrio delle barche F p F A B C

25 F p F A B C Equilibrio Stabile

26 LEquilibrio delle barche a)Baricentro più in basso del Centro di Carena. Barca più stabile a grandi angoli a)Baricentro più in alto del Centro di Carena. Barca meno stabile a grandi angoli B C B C B C B C B C C C C C C B B B B B a)b)

27 LEquilibrio delle barche Barca largaBarca stretta B C B C B C C B M M Più la barca è larga e più è stabile a piccoli angoli ma meno stabile a grandi angoli di rotazione Il Metacentro il punto di intersezione fra la direzione della Spinta iniziale e quella della spinta istantanea.

28 28 Equilibrio Stabile :Quando il Metacentro "M" è al di sopra del baricentro G Instabile :Se il Metacentro "M" è al di sotto del baricentro G Indifferente :Se il Metacentro "M" ed il baricentro G coincidono. Le forze P ed S nel caso di - Equilibrio stabile formano una coppia di forze raddrizzante, - Equilibrio instabile, una coppia sbandante. Quando il baricentro G è sotto il centro di spinta C, l'equilibrio del galleggiante è sempre stabile poiché qualunque sia lo sbandamento il metacentro risulta sempre al di sopra del baricentro.

29 La barca a vela 1 - randa 2 - fiocco 3 - spinnaker 4 - scafo 5 - deriva 6 - timone 7 - skeg 8 - albero 9 - crocette 10 - sartie 11 - scotta della randa 12 - boma 13 - albero 14 - tangone 15 - paterazzo 16 - strallo 17 - vang

30 Lepoca doro della vela I Clipper, barche a vela di fine 800 erano velocissime. Furono costruite per attraversare velocemente loceano atlantico. Erano munite di grandi vele quadre e varie vele triangolari a prua.

31 Un fluido ideale, per ogni incremento della velocità si ha simultaneamente una diminuzione della pressione o un cambiamento nell' energia potenziale gravitazionale del fluido. G.PaternosterLa fisica in barca - Napoli nov Equazione di Bernoulli

32 La forza aerodinamica laria viene deviata rispetto al suo moto originario, quindi per il principio di azione e reazione sulla vela si esercita una forza che induce una deviazione in senso opposto. La forza che devia il vento è proporzionale alla massa daria spostata nellunità di tempo e alla differenza di velocità tra laria prima di incidere sulle vele e laria che esce dalle vele. Per il principio di azione e reazione la forza sulle vele è uguale e contraria.

33 Origine della forza aerodinamica (o idrodinamica) Per viscosità il fluido segue la superficie delloggetto su cui scorre e quindi viene deviato rispetto alla direzione originale. Lattrito viscoso esercita quindi una forza sul fluido cambiandone velocità. Per reazione sulloggetto su cui scorre il fluido agisce una forza uguale in intensità ma opposta in direzione F = m (V – V ) / (t – t ) Tale forza, come abbiamo già detto, è proporzionale a questa differenza di velocità e alla massa di fluido spostata nellunità di tempo :

34 Il ruolo del timone

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37 Come si misura il vento??? La Scala di Beaufort è una misura empirica dell'intensità del vento basata originariamente sullo stato del mare o le condizioni delle onde. Questo sistema di valutazione ha validità internazionale dal 1° Gennaio 1949

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41 41 GRAZIE E BUONA FORTUNA! Grazie a tutti e buona fortuna!


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