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VELOCITÀ ISTANTANEA E' TANGENTE ALLA TRAIETTORIA
MOTO CIRCOLARE UNIFORME: è moto di un corpo che percorre una traiettoria circolare. Fra i moti curvilinei assume particolare importanza quello di un oggetto che descrive una traiettoria circolare di moto uniforme, cioè con velocità di modulo costante. Un punto del piatto di un giradischi e qualsiasi oggetto sulla superficie terrestre si muovono di moto circolare uniforme. Velocità costante in modulo ma non in direzione e verso: è un moto accelerato!
Percorso totale: X=2πr Tempo totale di percorrenza: T=periodo(s) N.giri al secondo: f=1/T= fraquenza (Hz)
CINEMATICA ANGOLARE: POSIZIONE ANGOLARE: angolo misurato rispetto alla semiretta di riferimento. Per convenzione rotazione θ>0 antioraria rispetto alla linea di riferimento; rotazione oraria rispetto θ<0 alla linea di riferimento. SPOSTAMENTO ANGOLARE: cambiamento di posizione angolare = orientamento finale-orientamento iniziale
Δθ=θf-θi
SPOSTAMENTO ANGOLARE E SPOSTAMENTO LINEARE: Δφ=l/r
FORZA: qualunque causa esterna che produce una variazione dello stato di moto o di quiete di un corpo; indica una trazione o una spinta. La forza è una grandezza vettoriale: una trazione o spinta ha sempre -intensità - direzione - verso.
FORZE IN NATURA: esistono 4 forze fondamentali con cui è possibile descrivere tutti i fenomeni naturali noti: -gravitazionale → è responsabile di tutti i fenomeni astronomici ed è la forza che percepiamo nel modo più immediato; -elettromagnetica → lega gli elettroni al nucleo è responsabile dei fenomeni elettrici e magnetici; -nucleare forte → lega i mattoni elementari della materia mantiene unite le particelle impedisce ai nuclei di disintegrarsi per repulsione fra protoni; -nucleare debole → assicura la produzione di luce e calore per fusione nucleare è responsabile dei decadimenti radioattivi.
PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE:
quando su un corpo due o più forze, la loro risultante si ottiene come somma vettoriale delle singole forze; l'effetto dell'insieme delle forze applicate su un corpo è lo stesso di una singola forza pari alla risultante; generalizzazione della prima legge di Newton: se la risultante delle forze agenti su un corpo è nulla, la velocità del corpo non può cambiare. Un sistema di riferimento rispetto a un sistema esterno, può essere: - INERZIALE (in quiete o in moto rett.uniforme); - NON INERZIALE (in moto accelerato) → un osservatore esterno al sistema vede F=ma=mv^2/r (forza centripeta); un osservatore interno al sistema vede F=0 (forza centripeta reale + forza centrifuga apparente). SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA F=MxA: forza e accelerazione sono grandezze vettoriali direttamente proporzionali. Il loro rapporto è la MASSA costante dipendente dal corpo in esame. F/a=costante MASSA. Applicando forze diverse su uno stesso corpo siverifica che le accelerazione risultanti sono proporzionali alla forza applicata: F1/a1....Una stessa forza produce accelerazioni diverse su corpi diversi
Massa inerziale = grandezza fisica che mette in relazione la forza applicata ad un corpo con l'accelerazione che ne risulta
Seconda legge di newton: la forza risultante agente su un corpo è pari al prodotto della sua massa per l'accelerazione risultante: F=ma
La massa inerziale rappresenta l'inerzia di un corpo, ossia la sua tendenza ad opporsi a variazioni di velocità
L'accelerazione di un oggetto è direttamente proporzionale alla forza risultante su di esso e inversamente proporzionale alla sua massa.
Un corpo è in equilibrio quando la somma di tutte le forze è nulla F=0
PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE: se un corpo A esercita una forza su un corpo B, a sua volta B esercita su A una forza uguale e contraria.
Quando due corpi interagiscono, le forze esercitate da un corpo
sull'altro F F basono uguali in modulo, direzione ma versi opposti ab=-REAZIONE NORMALE: quando un corpo preme contro una superficie,questa si oppone esercitando una reazione ad essa perpendicolare; la reazione normale impedisce che il corpo attraversi la superficie.per effetto del suo peso il blocco tenderebbe a penetrare nel tavolo che si oppone esercitando una reazione normale e lo mantiene in equilibrio P+N=0; verso l'asse y N-P=0 N-mg=0 N=mgFORZA NORMALE: se un corpo preme su una superficie la superficie si deforma; spinge in corpo con forza normale N; N è sempre perpendicolare alla superficie stessa.FORZA DI ATTRITO: la forza di contatto che si esercita parallelamente alle superfici di contatto tra due corpi si chiama forza d'attrito. Essa dipenda dallo stato di rugosità delle superfici a contatto: -FORZE D'ATTRITO STATICO: i corpi a contatto non scivolano uno rispetto all'altro; - FORZE D'ATTRITO DINAMICO: i duecorpi scivolano uno rispetto all'altro. La forza d'attrito statico agisce cercando di evitare che i corpi possano iniziare a muoversi, scivolando uno rispetto all'altro, mentre quella dinamico agisce cercando di fermare i due corpi che scivolano uno rispetto all'altro.
TENSIONE: in un filo inestensibile, l'applicazione di una forza ad una estremità genera una forza per reazione delle forze di tensione interne al filo, in modulo pari alla forza applicata T=F.
FORZA CENTRIPETA: una particella in moto circolare uniforme è soggetta ad una accelerazione centripeta a=V^2/R; una forza centripeta accelera un corpo causando una variazione della direzione della velocità ma non del modulo.
FORZA CENTRIFUGA: è una forza che ti porta verso l'esterno ed è una forza apparente, viene sentita solo se l'osservatore non è fermo o in moto rettilineo uniforme; invece per un osservatore in moto con l'oggetto esso non è.
soggetto ad accelerazione, introduce forza centrifuga fittizia per equilibrare forza centripeta. FORZA ELASTICA: quando una molla è deformata tende a ripristinare il suo stato di riposo esercitando una forza di richiamo; per piccole deformazioni la forza di richiamo risulta proporzionale allo spostamento dell'estremo libero della molla dalla posizione di riposo: F=-kx dove K è la costante elastica. Le forze che rispettano tale relazione sono dette forze elastiche. Una molla in genere presenta una lunghezza caratteristica che assume in condizioni di riposo. Se la molla viene allungata essa produce una forza avendo verso opposto alla deformazione. Se comprimo una molla la forza che esercito è NEGATIVA; se estendo la molla la forza è POSITIVA. QUANTITÀ DI MOTO: la quantità di moto di un oggetto di massa m che si muove con velocità v è: p=mv; è un vettore che punta nello stesso verso del vettore velocità, in unsistema di molti oggetti la quantità di moto totale è la somma vettoriale delle singole quantità di moto: ptot = p1 + p2 + ... In termini di quantità di moto la seconda legge di Newton è: ΣF = Δp/Δt, ovvero la forza risultante che agisce su un oggetto è uguale al rapporto tra la variazione della sua quantità di moto e il tempo in cui questa avviene. Nel caso in cui la massa è costante si ha F = ma. FORZA IMPULSIVA: la forza media permette di calcolare l'impulso senza descrivere in dettaglio la variazione della forza in funzione del tempo. Il concetto di impulso è utile quando una delle forze agenti sulla particella agisce per breve tempo con intensità elevata (gli urti). URTI ANELASTICI: quando in un urto si conserva la quantità di moto in assenza di forze esterne di tipo impulsivo, non si conserva l'energia cinetica e le particelle si separano dopo l'interazione, l'urto viene.dettoanelastico.In tale circostanza una parte dell'energia cinetica prima dell'urto nel sistema del centro di massa, viene assorbita nell'interazione convertendosi in energia potenziale di deformazione o in calore.
URTI COMPLETAMENTI ANELASTICI: in esso le due particelle dopo l'urto restano attaccate: m1v1+m2v2=(m1+m2)VV=m1v1+m2v2/m1+m2
URTO ELASTICO: in esso si conserva l'energia cinetica del sistema.
LAVORO: POSITIVO fatto da una forza che agisce su di un oggetto se l'oggetto si sposta nella stessa direzione della forza; NEGATIVO fatto da una forza che agisce su di un oggetto se l'oggetto si sposta nella direzione opposta alla forza che agisce su di lui.
LAVORO TOTALE: se più forze compiono lavoro, il lavoro totale è la somma dei lavori compiuti da ogni singola forza separatamente Ltot=L1+L2+...
ENERGIA: è la capacità potenziale di compiere lavoro meccanico. Si manifesta in forme diverse e si
può essere recuperato completamente quando il corpo torna dal punto B al punto A lungo la stessa traiettoria. Una forza è DISSIPATIVA se il lavoro compiuto contro di essa per spostare un corpo dal punto A al punto B non può essere completamente recuperato quando il corpo torna dal punto B al punto A. PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA: in un sistema isolato, l'energia totale rimane costante. L'energia non si crea e non si distrugge, si trasforma! ENERGIA CINETICA: ogni corpo in movimento è dotato di energia in base alla sua massa e alla sua velocità K=1/2mv^2. Capacità di un oggetto in movimento di fare lavoro grazie al suo moto; L'energia cinetica è un mezzo della massa per il modulo della velocità al quadrato, ed è sempre positiva o nulla; è uno scalare non è mai negativa a differenza del lavoro. ENERGIA POTENZIALE: capacità di un oggetto di fare lavoro grazie alla sua posizione. FORZA CONSERVATIVA E DISSIPATIVA: una forza è CONSERVATIVA se il lavoro compiuto contro di essa per spostare un corpo dal punto A al punto B può essere recuperato completamente quando il corpo torna dal punto B al punto A lungo la stessa traiettoria. Una forza è DISSIPATIVA se il lavoro compiuto contro di essa per spostare un corpo dal punto A al punto B non può essere completamente recuperato quando il corpo torna dal punto B al punto A.e caso di corpo esteso in cui la distanza tra i punti del corpo rimane costante durante il moto. In questo caso, il moto del corpo rigido può essere descritto come una combinazione di traslazione e rotazione attorno al centro di massa. La conservazione dell'energia meccanica si applica anche ai corpi estesi e ai corpi rigidi. In un campo di forze conservative, la somma dell'energia cinetica e potenziale rimane costante. Questo principio è espresso dall'equazione: Ka + Ua = Kb + Ub dove Ka e Ua rappresentano rispettivamente l'energia cinetica e potenziale iniziali del sistema, mentre Kb e Ub rappresentano l'energia cinetica e potenziale finali. In conclusione, la conservazione dell'energia meccanica è un principio fondamentale che si applica a diversi tipi di moto e permette di comprendere come l'energia si trasforma e si conserva durante il moto di un corpo.
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