Paniere Risposte Aperte Biomeccanica

Biomeccanica (risposte aperte) 10/11/2020

1) Esporre i concetti base del moto uniformemente accelerato

È un moto in cui il rapporto tra la variazione di velocità (Δv) e l’intervallo di tempo (Δt), ovvero l’accelerazione, è costante. Di conseguenza, in un grafico velocità/tempo, il moto è rappresentato da una retta obliqua crescente. In un grafico spazio/tempo, il moto è rappresentato da una parabola.

2) Discutere il moto rettilineo uniforme

Un moto rettilineo uniforme (abbreviato MRU) in Fisica è un tipo di moto in cui il rapporto tra variazione di velocità (Δv) e l’intervallo di tempo (Δt), ovvero l’accelerazione, è nullo. Ciò implica che la velocità è costante (Vf–Vi=0). In un grafico velocità/tempo il moto è rappresentato da una retta orizzontale. In un grafico spazio/tempo il movimento è rappresentato da una retta obliqua crescente.

3) Discutere il moto di un proiettile lanciato orizzontalmente

Il moto di un proiettile lanciato in orizzontale è la sovrapposizione di due moti: un moto rettilineo uniforme orizzontale, un moto rettilineo uniformemente accelerato verticale. La traiettoria di un oggetto lanciato in orizzontale è una parabola con il vertice nel punto di lancio.

4) Cosa è la gittata in un proiettile? Come si calcola?

La gittata è la distanza longitudinale percorsa da un corpo lanciato in aria, avente quindi velocità con componente vettoriale in ascissa e in ordinata. Essa si calcola.

5) Esporre i concetti base della caduta dei gravi

La caduta dei gravi è un esperimento teorizzato da Galileo Galilei, che ha portato alla nascita della scienza moderna. Egli mostrò che i corpi materiali cadono, nel vuoto (escludendo quindi qualunque effetto di attrito), tutti con la stessa accelerazione, indipendentemente dalla loro massa; questo fenomeno è conseguenza diretta dell'equivalenza tra massa gravitazionale e massa inerziale.

6) Esporre i parametri fondamentali del moto circolare uniforme definendo le grandezze periodo, frequenza e pulsazione

Il moto circolare uniforme si sviluppa lungo una circonferenza a velocità scalare costante. Si tratta di un moto accelerato, poiché la velocità, di intensità costante, cambia continuamente direzione in accordo alla traiettoria, per effetto di un’accelerazione rivolta al centro di quest’ultima.

• Periodo: corrisponde all’intervallo di tempo impiegato da un corpo in moto circolare uniforme a percorrere l’intera lunghezza della traiettoria. La sua durata risulta dal rapporto tra la lunghezza della traiettoria stessa e la velocità del moto.
• Frequenza: corrisponde alla quantità di periodi coperti dal corpo nell’unità di tempo ossia un secondo.
• Pulsazione: o velocità angolare del corpo è pari al rapporto tra lo spostamento angolare, così definito, e il tempo impiegato.

7) Che cos'è la velocità angolare in un moto circolare?

In Fisica la velocità angolare, detta anche velocità di rotazione, rientra nel concetto generale di velocità, ovvero di variazione di una grandezza, in questo caso la variazione di un angolo, nel tempo. Il suo impiego maggiore è nello studio dei moti periodici quali ad esempio il moto circolare e il moto armonico.

8) Cosa è l'accelerazione centripeta?

In cinematica si definisce accelerazione centripeta la variazione della velocità di un punto materiale in un moto che si dirige verso il centro della circonferenza, cioè la componente dell'accelerazione lungo la normale alla traiettoria. Prende il nome di centripeta perché il vettore accelerazione nel moto circolare uniforme punta istante per istante verso il centro della circonferenza. Il modulo dell'accelerazione centripeta si calcola con la formula: ac= V²/r.

9) Perché occorre definire quelle forze che prendono il nome di reazioni vincolari?

Se un grave è fermo su un tavolo pur essendo soggetto alla forza peso, l'unica possibilità per tale situazione statica è che il tavolo faccia "sul grave" una forza uguale e contraria al peso! Altrimenti il corpo si muoverebbe, come succede se si inclina il piano del tavolo in modo che "l'azione dello stesso" (trascuriamo qui l'attrito statico che impone un angolo minimo), cioè appunto la reazione del vincolo, sia incapace di equilibrare il peso del corpo.

10) L'attrito dinamico e le sue proprietà essenziali

L’attrito dinamico si manifesta quando un corpo scivola su una superficie (cioè è già in movimento), ed è una resistenza che si oppone a questo movimento. È il rapporto tra un coefficiente di attrito dinamico e la forza perpendicolare.

11) Esponete le tipologie di attrito che conoscete spiegandone i concetti fondamentali

In Fisica l'attrito è una forza che si oppone allo scivolamento o rotazione/rotolamento di un corpo su una superficie. Le forze di attrito sono molte, e principalmente se ne distinguono tre tipi:

• Radente: quando due corpi strisciano l'uno sull'altro.
• Volvente: quando un corpo rotola sulla superficie di un altro.
• Viscoso: quando un corpo si muove in un fluido.

12) Che differenza c'è tra attrito dinamico e attrito viscoso?

Attrito dinamico: si manifesta quando un corpo scivola su una superficie (cioè è già in movimento), ed è una resistenza che si oppone a questo movimento. Attrito viscoso è una forma di attrito che contribuisce alla dissipazione dell’energia meccanica e al riscaldamento di un corpo che si muove all’interno di un fluido.

13) Quale comportamento è tipico di un oggetto in caduta libera in un mezzo viscoso?

Un corpo che cade in acqua o in aria, la sua velocità tende ad aumentare per colpa della gravità, e più aumenta la velocità di caduta più la resistenza viscosa lo frena. Ci sarà un momento in cui la forza resistente uguaglia la forza peso dell’oggetto, e da quel momento in poi la forza totale risultante sarà zero.

14) Perché una goccia di pioggia che cade da migliaia di metri di altezza non acquisisce abbastanza energia da ucciderci?

Qualsiasi cosa precipiti in atmosfera terrestre è sottoposta ad una velocità limite che impone, generalmente, dopo un certo periodo di incremento di velocità per caduta libera, per un effetto frenante prodotto dalla Forza Frenante del fluido atmosferico che compone l'atmosfera medesima. Tale forza riduce progressivamente l'accelerazione g delle gocce di pioggia sino a farle precipitare ad una velocità costante con accelerazione nulla (è la velocità limite).

15) Dare la definizione di lavoro di una forza

In Fisica, il lavoro è l'energia scambiata tra due sistemi attraverso l'azione di una forza o una risultante di forze quando l'oggetto subisce uno spostamento e la forza ha una componente non nulla nella direzione dello spostamento.

16) Introdurre l'elemento fondamentale che provoca il dispendio energetico in un nuotatore

Un corpo che si muove in un fluido subisce una forza di resistenza aerodinamica opposta alla velocità del corpo: la resistenza è tanto maggiore quanto più grande è la densità del fluido; la resistenza va col quadrato della velocità, ad esempio se la velocità triplica la resistenza aumenta di 9 volte.

17) Perché negli urti viene coinvolta la definizione di sistema isolato?

Negli urti si può considerare il sistema isolato in quanto l’interazione tra i corpi coinvolti avviene in un intervallo di tempo abbastanza piccolo da poter ritenere trascurabile l’azione di eventuali forze esterne rispetto all’azione delle forze interne.

18) Perché un pattinatore che ruota su se stesso aumenta la velocità quando raccoglie le braccia al corpo?

Se un pattinatore allarga le braccia, la sua velocità angolare di rotazione diminuisce, mentre se chiude, la velocità aumenta. Ciò dipende dal fatto che il momento d'inerzia di un corpo dipende dalla sua massa e da come è distribuita, in modo che se la massa è più distante dall'asse di rotazione il momento d'inerzia aumenta.

19) Discutere il moto di rotolamento

Il moto di puro rotolamento si intende la rotazione di un corpo rigido su una superficie attorno ad un asse centrale. Per lo studio del moto di puro rotolamento si consideri per semplicità una sfera che rotola su di un piano, che supponiamo essere orizzontale.

20) Definire il momento angolare

Il momento angolare (dal latino "momentum", movimento), o momento polare o momento della quantità di moto o impulso angolare è una grandezza fisica di tipo vettoriale che rappresenta la quantità che si conserva se un sistema fisico è invariante sotto rotazioni spaziali; costituisce l'equivalente per le rotazioni della quantità di moto per le traslazioni.

21) Discutere il moto del pendolo. Da quali grandezze dipende il suo periodo di oscillazione?

Il pendolo semplice è un sistema fisico costituito da un grave, un punto materiale, vincolato da una sbarra rigida (incomprimibile e inestensibile) e senza massa a rimanere ad una certa distanza da un punto fissato, e soggetto alla forza peso e alla reazione vincolare. Non sono presenti attriti. Le grandezze che determinano il periodo di oscillazione sono la forza peso, diretta verticalmente e verso il basso, e la reazione vincolare. Quest’ultima si oppone ad ogni tentativo di allungare o accorciare la sbarra da parte delle altre forze in gioco (cioè il peso), e, in base al principio di azione-reazione, direzione e modulo coincidono con l’azione del peso, mentre il verso è opposto.

22) Descrivere la leva di terzo genere e fare un esempio di applicazione

Si applica la forza in un punto più vicino.