Appunti biofisica

Fp superfici.F = u ⋅ F u = coefficiente di attrito dinamico

d d n dL’attrito dinamico si applica tra due superfici che scorrono l’una rispetto all’altra. Serve una forza per mantenere l’oggetto in moto e una forza per tenerlo in attritodinamico. Quando partiamo con la macchina, abbiamo attrito statico; quando freniamoabbiamo l’attrito dinamico. Quando la somma delle forze applicate non è 0, il corpo si muove si motouniformemente accelerato. M = F ⋅ d (quando sono perpendicolari) M= movimentoM = F ⋅ d (quando non sono perpendicolari)⟂ L’effetto di applicare un momento al corpo è di farlo ruotare FF FL’effetto di applicare una coppia di forze ( ) è di far ruotare2 1 il corpo M = F ⋅ d M = F ⋅ d1 1 2

Biofisica

Per girare con il motorino bisogna applicare una forza verso l’alto e una verso ilbasso. Un corpo è in equilibrio quando la somma dei momenti è 0. M = F p2 ⋅ d = m ⋅ g

• ⋅ d M = F p1 ⋅ d = m ⋅ g ⋅ d² 2 2 2 1 1 1 1m ⋅ d1 1d =2 m 2
• I momenti devono essere uguali
• m = 10kg
• 10 ⋅ 1d = 1m d = = 0,5m
• 1 2 20m = 20kg2d = 0,5m2
• Quello che pesa di più deve mettersi il più lontano possibile, quello che pesa di meno più vicino.
• Lezione4
• Caduta dei corpi
• La caduta dei corpi è indipendente dalla massa
• ⋅ dm = F quando non sono perpendicolari, il modulo del vettore momento è⟂uguale al prodotto della forza per la distanza.
• Due forze applicate sullo stesso braccio con la stessa direzione, ma con versidifferenti. L’equilibrio si ha quando i due momenti sono opposti (-2, +2)
• Applicazione dei momenti
• F0 dFp8BiofisicaM = F ⋅ d0 0M = F ⋅ d1 1M + M = 00 1F = equilibrio0Nel corpo non si parla di momenti ma di leve.
• Le leve
• Dobbiamo tenere presenti 3 fattori:
• Punto fisso (mentre ruota il sistema, questo non ruota)
• FForza resistente ( , forza da contrastare attraverso la leva)
• rFForza applicata

( , forza che applichiamo attraverso la leva)• a F Fr rG =GForza meccanica ( , rapporto tra ) mm• F Fa aG FUna leva ha una grande quando è sufficiente una piccola per contrastare unam aFgrande r G FUna leva ha un piccolo quando è necessaria una grande per contrastare unam aFpiccola r FrG =M Fa>1 <1=1Leva Levasvantaggiosavantaggiosa IndifferenteI tipi di leve si distinguono in base a dove si trova il punto fisso.FX aaX X Fr a X ar X FF F F a r9 Xr a r rBiofisicaM = F ⋅ X M = F ⋅ X M = F ⋅ Xr r r r r r r r rM = F ⋅ X M = F ⋅ X M = F ⋅ Xa a a a a a a a aF X = F X F X = F X F X = F Xr r a a r r a a r r a aX X XF F Fa a ar r r= = =≥ 11 1F X F X F Xa r a r a rSempre vantaggiosa Sempre svantaggiosaLezione5LavoroIl lavoro è in stretta correlazione con l’energia meccanica .- ENERGIA MECCANICA:CINETICA —> legata al movimento• POTENZIALE —> legata alla posizione•- ENERGIA CINETICA:Grandezza

relativa Ec = K = 1/2 mv² (si misura in Joule)
Corpo fermo (v=0) energia cinetica nulla.
Grandezza scalare non è mai negativa K > 0 indipendentemente dalla direzione del moto e dalla direzione delle forze.

Teorema dell'energia cinetica:
L = AK = 1/2 mv_f² - 1/2 mv_l²
Il lavoro è uguale alla variazione dell'energia cinetica.
Quando si compie un lavoro su un oggetto tramite una forza il risultato è la variazione del modulo della velocità e di conseguenza della sua energia cinetica.

ENERGIA POTENZIALE:
Introduciamo forze:
Conservative —> il lavoro compiuto è immagazzinato in una forma d'energia e può essere recuperato, si conserva.
Non conservative —> il lavoro non può essere recuperato, si dissipa in altre forme di energia. Inoltre le forze d'attrito sono altamente non conservative.
Unastabili: il punto di sospensione è posto al di sotto del CM, ma la forza peso tende a riportarlo verso la sua posizione d'equilibrio. Perturbando l'equilibrio, il corpo tende a tornare nella sua posizione d'equilibrio.

La forma di energia in cui viene immagazzinato il lavoro è l'energia potenziale (solo per le forze conservative).

V = m x gh

V: energia potenziale gravitazionale

Il lavoro compiuto da una forza conservativa è uguale alla variazione dell'energia potenziale cambiata di segno.

L = Vi - Vf = - (Vf - Vi) = -AV

Oggetto cade => L > 0 U diminuisce

Oggetto sollevato => L < 0 U aumenta

Si allontanerà e in altri ancora acquista una nuova posizione d'equilibrio.

3 situazioni:

1. Equilibrio stabile: il punto di sospensione è posto al di sopra del CM, spostileggermente dalla sua posizione d'equilibrio la forza peso tende a riportarlo in quella posizione. Perturbando l'equilibrio il corpo tende a ripristinarlo.
2. Equilibrio instabile: il punto di sospensione è al di sotto del CM la Fp tende a farlo allontanare dalla sua posizione d'equilibrio. La perturbazione allontana il corpo dalla posizione d'equilibrio.
3. Equilibrio stabili: il punto di sospensione è posto al di sotto del CM, ma la forza peso tende a riportarlo verso la sua posizione d'equilibrio. Perturbando l'equilibrio, il corpo tende a tornare nella sua posizione d'equilibrio.

indifferente: posto di sospensione e punto di massa coincidono, spostando il corpo dalla posizione d’equilibrio esso ne assume una nuova. La perturbazione fa acquistare al corpo una nuova posizione d’equilibrio. Più è in basso il CM più è stabile il corpo.

11BiofisicaLavoro ed energia

Quando spingiamo uno scatolone stiamo compiendo un lavoro. Il lavoro di una forza costante che agisce nella stessa direzione dello spostamento è il prodotto dei moduli di F e S.

L= W = F x S

Grandezza scalare, l’unità di misura sono i Joule (J).

1J= 1N x 1m

Se lo spostamento è uguale a 0 sbarrato anche il lavoro è uguale a 0 sbarrato indipendentemente dal tipo di forza applicata.

I vettori F e S possono essere:

Concordi => stesso verso => lavoro positivo (anche quando l’angolo tra i due è• acuto < 90

Discordi => verso opposto => lavoro negativo (angolo ottuso > 90°)

Perpendicolari => F non esiste

> lavoro nullo

• Quando su un oggetto agiscono più forze il lavoro totale è la somma dei singoli

• lavori di ogni forza.

Equilibrio

Un corpo è in equilibrio quando la risultante delle forze che agiscono sul corpo è nulla e la somma dei momenti è zero.

BARICENTRO: CENTRO DI MASSA, PUNTO DI APPLICAZIONE DELLA FORZA PESO.

Se il materiale è omogeneo e un parallelepipedo/cubo, tutta la massa geometrica è concentrata nel centro fisico dell’oggetto.

La stabilità dell’oggetto è dovuta a tanti tipi di equilibrio:

1. Stabile: quando applicando una forza sul corpo, il corpo non si ribalta
2. Instabile: quando basta una piccola forza per far cambiare stato di equilibrio al corpo
3. Indifferente: in qualsiasi posizione pongo la sfera, il centro geometrico non cambia (palla) F ⋅ S

Lavoro di una forza: grandezza scalare data da FL = ΔE S12

Biofisica

L = F ⋅ S

Lezione6

L’essenza fondamentale della materia

è l'atomo, che è un oggetto molto complesso. Si è sempre cercato l'elemento costitutivo della materia perché nelle scienze sperimentali non vuol dire vedere guardare con gli occhi. Il nostro metodo di conoscenza della fisica è indiretto perché non applichiamo le nostre conoscenze alla realtà. La conoscenza attraverso la visione diretta è riservata ad una piccola parte di persone. Da altri elementi che non siano la nostra vista possiamo conoscere da cosa è costituita la materia. Numero di Avogadro Indica il numero di particelle che si trovano in una mole di una sostanza. A = 6,022 ⋅ 10^23 Il metodo della meccanica classica applicata alla materia come insieme di atomi non è efficace. La media è un'operazione di tipo statistico, infatti nasce così la meccanica statistica che analizza lo stato complessivo di tutta la materia. Lo strumento è quello.

dirappresentare grandezze macroscopiche con valori microscopici.

Se le molecole hanno una bassissima interazione tra loro possiamo considerarle libere, ed essendo libere si possono urtare causando la il cambiamento di direzione e verso del vettore. Quando le molecole si urtano hanno stessa energia che avevano all'inizio.

Urto elastico: l'energia totale iniziale prima dell'urto è uguale all'energia totale finale E = Edopo l'urto. Non c'è perdita di energia in deformazione di molecole.

Urto anaelastico: l'energia dell'urto si riversa sulla deformazione. L'energia quindi viene spesa per deformare il materiale.

Gas ideali

I gas ideali hanno delle caratteristiche diverse da quelle che hanno i gas in natura.

È rarefatto quando le molecole si urtano con difficoltà:

• Gli urti tra molecole sono elastici
• Le grandezze rappresentative dello stato di un gas sono:

Pressione: la forza perpendicolare ad

una superficie diviso il valore della superficie• F NP = nei palloncini, per esempio, la pressione è distribuita su tutti i⟂S m 2punti perché c’è un numero di atomi enormi e per ogni atomo che urta ce ne saràsempre uno che urta il lato opposto. Alterando la normale condizione fisica non sipotrà più osservare lo stesso fenomeno. Definisce il valore delle somme di tutte lepressioni.Una pressione con una superficie molto piccola è maggiore. Applicare una forza suuna superficie grande produce una pressione più grande.Un fluido è fermo perché la somma delle forze applicate su quel corpo è 0.L’equilibrio delle pressioni è equivalente a quello delle forze.Se un fluido è in movimento la somma delle pressioni applicate non è 0.FP = sm ⋅ gP = F = m ⋅ gpsSe il recipiente è aperto accade che la pressione interna è uguale a quellaatmosferica, infatti le facce

sono in equilibrio; chiudendo il recipiente la pressione interna è sempre uguale a quella esterna perché l'aria non può entrare né uscire.