Principi della dinamica leggi di conservazione

1. Principi della dinamicaleggi di conservazione Descrizione dei fenomeni a livello elementare-didatticocon animazioni su Powerpoint

2. Tre percorsi con diverso grado di levigazione (riduzione di attrito) Lunghezza uguale per tre percorsi Tre sfere identiche, rotolano scendendo piano inclinato, proseguono, Risalgono ad altezza crescente in funzione della riduzione di attrito

3. La sferetta ripete varie volte il suo percorso ma ad ognioscillazione raggiunge punti di inizio e fine sempre piùbassi rispetto agli iniziali: dopo varie oscillazioni si ferma La resistenza dovuta all’attrito non è completamente eliminata e manifesta il suoeffetto riducendo la energia disponibile

4. Tre percorsi con diversa lunghezza, attrito minimo Le sferette raggiungono sempre la stessaaltezza, spostandosi per più tempo

5. Eliminando il percorso in salita, la sferetta non potrà mai raggiungere, come dovrebbe, la altezza di partenza, e proseguira all’infinito sul piano orizzontale(in teoria: solo se assente completamente attrito) Un corpo non soggetto a forze , permane nel suo stato di quiete o di moto rettlilineo uniformeprincipio di inerzia, primo principio della dinamica Sistemi di riferimento ove vale il principio di inerzia sono dettisistemi di riferimento inerziali

6. Massa inerziale : rappresenta la resistenza opposta da un corpoa modificare il proprio stato di quiete o di moto uniforme rettilineo uniforme Massa = Forza / accelerazione Forza = massa * accelerazioneSECONDO PRINCIPIO DINAMICA Forza costante =30 nw Ac=3 m/sec^2 M = 30/3 =10 Ac = 1.5 m/sec^2 M=30/1.5 =20 Ac = 1 m/sec^2 M = 30/1=30

7. Peso di un corpo = massa (Kg) * accelerazione gravità (g m/sec^2)è una forza : si misura con dinamometroP = m*g Massa di un corpo (Kg) :dipende dalla quantità di materia della quale è costituito il corpo: si misura con la bilanciaconfronto con masse campione dinamometri bilance equatore tropico polo polo equatore La massa non cambia valore con variare di altezza, latitudine, pianetail peso cambia valore con variare di altezza, latitudine, pianeta( cambia g)

8. SECONDO PRINCIPIO DINAMICA: TEOREMA DELL’IMPULSO Applicando una forza costante o variabile ad un corpo in movimento,per un certo tempo, si otterrà una variazione di accelerazione evelocità in funzione della forza applicata e del tempo di applicazione Impulso della forza F*t = quantità di moto m*V Impulso della forza è uguale alla variazione della quantità di motodel corpo al quale la forza viene applicata Forza applicata e accelerazione ottenuta F Forza applicata variabile , per un certo tempo:Ft = mV

9. Terzo principio dinamica: azione e reazione Se un corpo1 esercita una forza F1 (azione) su un corpo2, il corpo2esercita una forza F2 (reazione)sul corpo1 :con direzione e intensità uguali e verso opposto F2 Reazione del vincolo, tavolo F2 corpo1 Peso del corpo F1 :azione corpo2 F1 tavolo Il corpo non cade (effetto gravitazionale) e preme sul tavolola reazione mantiene fermo il corpo

10. Applicando spinta all’armadio(azione) , la reazioneagisce spostando la persona in senso opposto arnadio parete Pavimento con poco attrito armadio parete Pavimento con poco attrito Applicando spinta all’armadio libero, e appoggiandosi alla parete,la azione sposta l’armadio e la reazione viene neutralizzata dalla parete

11. F Entrambi bloccati Due corpi con interposta molla:mantenuti fermi o liberati separatamente molla corpo1 corpo2 Corpo2 libero di spostarsiper effetto di forza F -F Corpo1 libero di spostarsiper effetto di forza -F Verificabile che le forze sono uguali e opposte: si devono conoscerele masse e le accelerazioni provocate dalle forze elastiche

12. Uomo e gatto fermi:V1=V2=0uomo m1 = 80 Kg ; gatto m2= 5 Kgm1*V1 +m2*V2 = 0 Uomo applica una spinta F al gattoentrambi entrano in movimento, in senso oppostom1*V1 + m2*V2 = 0 m1 / m2 = V2 / V1 V2 = m1*V1 / m2 Con V1 = 10 m/s segue :V2 = 80*10/5 = 160 m/s V2 = 160 m/s V1=10 m/s 80*10=800 5*160 = 800 Superficie orizzontale , senza attrito:conservazione quantità di moto totale

13. Molla elastica ,bloccata, interposta tra due corpi di massa diversa m1, m2 Quando la molla scatta , sugli oggetti vengono esercitate due forze uguali ed opposte F1 = - F2 con diverso effetto sui corpia1 = F1/m1a2= F2/m2 m1 m2 F1 F2 a1 a2

14. Veicolo si solleva mediante espulsione di aria compressaverso il basso Veicolo si sposta orizzontalmente verso sinistramediante espulsione di aria compressa verso destra

15. Recipiente contenente acqua inizia movimento:acqua rimane fermaper inerzia Dopo poco tempo anche l’acqua si mette in movimentocon il contenitore Il contenitore si ferma:l’acqua prosegue per inerzia il suo movimentoper altro tempo

16. Ampolle e canali semicircolari

17. Ampolle in canali semicircolari del labirinto membranoso conciglia immerse in liquido endolinfatico:basi delle cigliasolidali con labirinto osseo scavato nel temporale Ciglia collegate mediante fibre nervoso all’encefalo, al qualetrasmettono informazioni sullo stato di movimento del cranio Quando la testa viene messa in movimento, secondo piani spaziali(le ampolle sono disposte secondo tre piani tra loro perpendicolari)l’endolinfa per inerzia non segue subito il movimento: le ciglia perciò,solidali con la parte ossea, spostandosi rispetto all’endolinfa che rimaneferma, vengono sollecitate a incurvarsi nel senso opposto al quellodel movimento, trasmettendo la informazione all’encefalo:dopo poco tempo anche l’endolinfa si muove e si imposta equilibrio

18. Quando la testa si ferma, anche le ciglia solidali si fermano:l’endolinfa per inerzia prosegue il suo movimento, incurvandole ciglia nel senso del movimento precedente: viene trasmessoil segnale all’encefalo:si ritorna all’equilibrio, con endolinfa fermadopo poco tempo Base cranica , endolinfa , fermeciglia normali Base cranica fermaendolinfa in movimentociglia incurvate

19. Endolinfa ferma, cranio in movimento, ciglia incurvate Endolinfa e cranio in movimento, ciglia normali Endolinfa in movimento, cranio fermo, ciglia incurvate

20. Passeggero in piedi, senza appoggi, su veicolo in movimento uniformepasseggero seduto

21. Brusca frenata del veicolo:entrambi i passeggeri vengonosospinti in avanti

22. Brusca accelerazione del veicolo:entrambi i passeggeri vengono sospinti indietro

23. Carrello con moto uniforme F = -m*a Carrello in fase di accelerazione:appare forza apparente in verso contrario al moto:comprime molla Massa libera collegata a molla elastica fissata con un estremo al supporto

24. Carrello con moto uniforme F = m*a Carrello in fase di decelerazione:appare forza apparente in verso contrario alla decelerazione: molla si espande

25. Un corpo con moto uniformemente circolare presenta Vp tangente allacirconferenza descritta e una accelerazione diretta verso il centrose viene meno la forza centripeta, il corpo prosegue con Vp lungola tangente Vp Va ac R ac = V^2 / R Va = 2*3,14*Rad/T Vp = Va*R