CORSO DI FISICA

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CORSO DI FISICA

• Prof. Francesco Zampieri
• http//digilander.libero.it/fedrojp/
• fedro_at_dada.it

DINAMICA
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DINAMICA
Domanda fondamentale Da cosa dipende il moto?
Cosa lo determina? Ricerca delle cause
Ogni fenomeno di moto ha UNA CAUSA
Es. pallone calciato
Non sempre la causa è esplicita (caduta libera)
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CAUSE ? AZIONI dirette/indirette da parte di
altri corpi
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Es. portiere che agisce sulla palla
RINVIO fa iniziare il movimento (da v 0 a v
? 0)
DEVIAZIONE modifica un movimento già iniziato
(da v1 a v2 con v1 ? v2 )
AZIONI
PARATA fa cessare il movimento (da v ? 0 a v
0)
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AZIONE ? EFFETTO di MODIFICA dello STATO DI MOTO
QUIETE (v 0)
v1 v2 v3 v4
STATO DI MOTO
MOTO con
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MODIFICARE LO STATO DI MOTO CAMBIARE v!!
Es quiete v 0 ? moto v ? 0
AZIONE (causa) ? ?v (effetto)
COME PUO VARIARE v?
MOTO GENERICO e non solo rettilineo
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SITUAZIONE 1
Unautobus accelera in moto rettilineo
t0 0 s v0 10 Km/h
t1 gt t0 v2 20 Km/h
v VARIA solo numericamente (VARIAZIONE IN MODULO)
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SITUAZIONE 2
PALLINA CHE RIMBALZA (elasticamente) in moto
rettilineo
DOPO URTO t1 gt t0 v1 1 m/s dx -1 m/s
PRIMA URTO t0 0 s v0 1 m/s sx
v VARIA solo NEL VERSO (VARIAZIONE IN VERSO)
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SITUAZIONE 3 (3D)
Palla da biliardo che urta una sponda
PRIMA URTO t0 0 s, v0 1 m/s basso a sx
DOPO URTO t1 gt t0 , v1 1 m/s basso a dx
VARIA LA DIREZIONE!
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• CI PUO ESSERE UNA VARIAZIONE SIMULTANEA DI v in
• Modulo
• Direzione
• verso

Es. respinta del portiere
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Le azioni dei corpi causano una modificazione del
moto (?v ) in
VERSO
MODULO
DIREZIONE
Queste azioni possono avere allora diverso
modulo, direzione, verso
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LE FORZE
Una forza F è una grandezza fisica collegata ad
una azione da parte di un soggetto agente

• UN MODULO (intensità)
• UNA DIREZIONE (retta)
• UN VERSO

F ha
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F ha effetti diversi anche a seconda del PUNTO
DI APPLICAZIONE
Differenza di effetti
F
Causa una traslazione
F
Causa una rotazione
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LE FORZE sono grandezze vettoriali
FORZA causa della modifica il moto
Anche altre conseguenze!
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Causa di ?v
Causa delle deformazioni senza ?v (es
schiacciare una noce)
FORZE
Causa della struttura interna dei corpi (coesione
molecolare durezza, STATO FISICO dei corpi)
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FORZA DEFORMANTE
Il baricentro del corpo non si muove, il corpo
cambia FORMA
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INTENSA ? stato solido
MENO INTENSA ? stato liquido
COESIONE MOLECOLARE
MOLTO BASSA ? stato areiforme
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DEFINIZIONE GENERALE DI FORZA Una forza è
una qualsiasi azione che è in grado di modificare
il moto dei corpi, di provocarne la deformazione
ed è responsabile della struttura interna dei
corpi
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• F peso o di gravità
• F di attrito
• F elastica
• Reazioni vincolari

LE PRINCIPALI FORZE della meccanica
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LA FORZA PESO(F di gravità)
Constatazione tutti i corpi tendono a cadere
verso il basso (caduta dei gravi)
Chi li fa cadere?
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I.NEWTON Collega la caduta dei gravi allazione
di una F esercitata dalla Terra legge di
gravitazione universale

• 2 masse interagiscono reciprocamente con una
  forza di tipo attrattivo
• Proporzionale al prodotto delle masse
• Inversamente proporzionale al quadrato della
  distanza

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MELA ? ? TERRA
mT
mm
Vale per ogni posizione nellUniverso, per ogni
coppia di masse
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Cosa provoca lazione della Terra sulla mela?
FT-m ? ?v a!!
v0 0
v0 ? 0
Moto di caduta (libera se non tengo conto
resistenza aria) la mela varia la propria
velocità percorrendo una traiettoria verticale
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LA CADUTA LIBERA E UN MOTO U.A!!!
GALILEO caduta verticale situazione limite del
moto su piano inclinato
La pallina percorre spazi proporzionali al
quadrato dei tempi!
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Ma perché UNIFORMEMENTE ?
La forza esercitata dalla Terra sulla mela è
costante ? provoca una variazione costante di
velocità accelerazione costante!
Ma quanto vale laccelerazione costante nella
caduta libera?
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Sensato maggiore è la massa, maggiore è la forza
subita!
Se raddoppia la massa, raddoppia la forza ?
legame di prop. diretta!!
? Costante il rapporto F/m
RAPPORTO F/m a
a è laccelerazione subita dalla massa m che
viene attratta da F
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Allora F esercitata sulla massa m (Fpeso) è pari
a
La massa subisce una accelerazione costante, che
si indica con g
g accelerazione di gravità
Quanto vale, da cosa dipende?
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Confronto
g dipende dalla distanza r (dalla massa al centro
della Terra raggio terrestre) e dalla massa
della Terra!
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g diminuisce allaumentare dellaltezza slm (g è
max a livello del mare!)
g diminuisce dal Polo allequatore (Terra
schiacciata!)
Per masse sulla Terra
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SULLA LUNA mLuna lt mTerra g è minore
SU MARTE mMarte mTerra g è quasi uguale
g
SU GIOVE mGiove gt mTerra g è maggiore
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IL PESO P
Per peso di una massa si intende la forza con cui
la Terra attira a sé tale massa
P Fp mg
PESO ? MASSA!!!
Dire peso 70Kg è improprio!
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Caratteristiche della forza peso

• MODULO mg
• DIREZIONE verticale del luogo (perp. al suolo)
  data da filo a piombo
• VERSO verso il centro della Terra
• P.DI APPLIC. baricentro del corpo

PESO
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COME SI MISURA IL PESO?
m kg, a m/s2
P mg ? F ma
F Kg m/s2 NEWTON (N)
U.d.m. per qualsiasi forza!
1N forza subita da 1Kg di massa accelerato di
1m/s2
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CONVERSIONE P ??m (passaggio Kg ?? N)
Da Kg a N
Se P mg, si moltiplica la massa per 9,81 (10)
Es. 70Kg 70 9,81 687N
Da N a Kg
Se m P/g, si divide il peso per 9,81 (10)
Es. 981N 981/9,81 100Kg
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MOTO IN CADUTA LIBERA
E quello provocato dalla sola azione della forza
peso che agisce su una massa inizialmente ferma
SENZA TENER CONTO DI ALTRI EFFETTI (es.
resistenza dellaria)
E rettilineo (traiettoria rettilinea verticale
verso il c.Terra)
CARATT.
E unif. accel
Inizia a t 0 con v 0
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ALTEZZA DI CADUTA h
h
t 0s
t 2s
t 1s
TEMPO DI CADUTA (da altezza h)
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VELOCITA DI CADUTA
Un corpo che cade da h che velocità raggiunge
dopo t secondi?
E un moto u.a. con accel g, quindi v gt
Un corpo che cade da h che velocità raggiunge al
suolo?
Se v gt e
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LA VELOCITA DI CADUTA LIBERA NON DIPENDE DALLA
MASSA!
Sfatato preconcetto piuma e palla di cannone,
gettati da una torre di altezza h raggiungono
Terra insieme alla stessa velocità!!
Nelle formule non cè mai m!
Nella realtà arriva dopo la piuma per effetto
della resistenza dellaria!
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MOTO PARABOLICO
? Combinazione di un moto rettilineo uniforme
orizzontale caduta libera verticale
Es. lancio oggetto dalla finestra con spinta
orizzontale
Fspinta orizzont.
F peso
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x
vx
A t 0 lancio m con velocità vx orizzontale (vy
0)
m
m
y
A t1 gt t0 il corpo ha componente vy ? 0
vx e vy si sommano e il corpo tende a spostarsi
diagonalmente
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A t3 gt t2, vy è cresciuta ma vx è invariata
(vx vy dà velocità risultante v ancora
diagonale ma con diversa pendenza)
vx
vy
v
Leffetto complessivo dà traiettoria parabolica!
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h
Spinta orizz.
F peso
l elongazione orizzontale
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MOTO DEI PROIETTILI (sparati da un cannone)
v lancio
? Angolo di alzo
h max
Elongazione l gittata
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La traiettoria è una parabola con vertice nel
punto di max altezza
GITTATA dipende dallangolo di alzo e dalla
velocità di lancio!
Se trascuro effetto resistenza aria, i parametri
del moto non dipendono dalla massa!
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FORZA ELASTICA
Fenomeno dellallungamento di una molla sotto
carico
L0
L1 gt L0
P implica ?L L1 L0
Lunghezza a riposo
m
P mg
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Lallungamento ?L è proporzionale al carico P
P 1N 2N 3N 4N
?L 0,1m 0,2m 0,3m 0,4m
Prop.diretta rapporto costante P/ ?L K
K costante elastica della molla (N/m) ci dice
quanti N di carico ci vogliono per produrre
allungam. di 1 m
P K ?L
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P tende ad allungare la molla, ma allora perché
la massa non cade?
? Presenza di una reazione antagonista che
tende a riportare la molla a L0 (se cessa P, la
molla torna alle dimensioni originarie)
F elastica ? si oppone a P, è uguale e contraria!
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LEGGE DI HOOKE (o degli allungamenti elastici)
F deformante
F richiamo
Se Fel P
Quindi Fel K ?L
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Esempio molla del flipper
0
1
Compressione della molla
La molla torna alle dimensioni iniziali Fel dà
una spinta alla pallina!
2
Direz. spinta (contraria alla compressione)
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LE FORZE DI ATTRITO
Attrito fenomeno sempre presente ostacolo
alla realizzazione/mantenimento del moto
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Situazione 1
v ? 0
Slitta spinta su una superficie innevata
Al cessare della spinta, v 0
La slitta decelera fino a fermarsi quando cessa
la spinta iniziale
Opposizione ad un moto già iniziato
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Situazione 2
Se devo trascinare una valigia appoggiata su una
superficie devo applicare una forza (anche
notevole) per metterla in movimento
Opposizione ad un moto che deve iniziare!
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Situazione 3
Moto di rotolamento
Palla che rotola (senza strisciare) su superficie
ruvida
Al cessare della spinta, v 0
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Situazione 4
Moneta lanciata in acqua caduta rallentata. Il
mezzo si oppone al moto!
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• DINAMICO
• STATICO

1

• RADENTE
• VOLVENTE
• NEL MEZZO (res. viscosa)

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3
ATTRITO
4
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ATTRITO RADENTE
Attrito statico
Attrito dinamico
Ks gt Kd
E più difficile mettere in moto un corpo che
trainarlo (è maggiore lattrito statico)
I K dipendono dalla COPPIA di materiali coinvolti!
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Tabella coefficienti di attrito radente statico e
dinamico