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Valerio Spagnoli -
valerio_spagnoli
Ingegneria Informatica e Automatica
La Sapienza
Appunti di Fisica I
Termodinamica
Argomenti trattati:
• Meccanica dei corpi deformabili (accenni
di elasticità);
• Meccanica dei fluidi (fluidostatica);
• Termologia;
• Primo principio della termodinamica;
• Stati gassoso e liquido della materia;
• Secondo principio della termodinamica.
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ELASTICITÀ Skuola.net
che lo
i
DEF SOLIDO volumi
CORPO e
corpo forno propri -
di
che che
ho valerio_spagnoli
volume
DEF LIQUIDO
CORPO fanno
e recipiente
dipende
Corpo proprio
che la
DEF Prende
volare
AERIFORME
CORPO forma forma
e
non
Corpo propri
del
volume
e recipiente
ELASTICITÀ SOLIDI
DEI
Un solido Quindi 2
è un punti
rigido indeformabile qualunque
corpo corpo presi
la duepunti
tra
d
distanza
sul varia
non
questi
corpo
Noi i solidi
studieremo nove rigidi
corpi G della
sborra
Es molto
Consideriamo e minore
cui
sezione
una
c L'estremo vincolato e
e inferiore
quello
a
lunghe superiore È bono
il
libero è verso
De forza
e su una
applicata
questo
È La storia
è detta a
trazione
FORZA si
Di fino
allunga
È È
oleosborra co
le interne esterna
non forza
forze equiparano
quando Dl
Et
sarà
lo
sbirro
Poi e lunga
finisce
l'allungamento
il
Analizziamo grafico f
1 Per intense è
forze l'allungamento
poco c
F al l detto
fino
a punto
proporzionale p
0
Da
LINEARITÀ DEL
SISTEMA
PUNTO DI
della
L LINEARE
ZONAELASTICA
a e o
del
0 Dl
In il
la forza
questazona se
tolgo corpo
torno alla sua lunghezzaoriginale
A
od
Da abbiano
l
2 LINEARE
ZONA NON
ELASTICA
una
A clastico
B
Da la
più zona
in se
3 rimane
tolgo
una
siano
a forza
non quindi Skuola.net
La
sbirro
sullo la
descrive curva
un crocione
curva
permanente
allungamento La B
A
ritorno Al
di certo da chiamaZONA
PLASTICA
zona si
fino a
a un punto -
4 valerio_spagnoli
rottura
oltre
Andando di
al
si arriva punto
La la
che è
studiare
andremo ZONA LINEARE
zona ELASTICA
a la
che
In linciataanche
mantiene
andremo studiare zona
quella
a
particolare che
sono più
se ci differenti
allungamenti
forseapplicate comportano
In i
pratica F Ale
se corsa 2
È Ala
e coesa
DÌ
DI All
che s
t
sappiano S S 25
come DE
vede dalla
ossi si figura dipende Ig
della
dalla sborra Di
conformazione conseguenza
utile assoluto v F
considerare
e
non l'allungamento F de
2
relativo
Dl ma conviene considerare l'allungamento È
chiamato Di
DEFORMAZIONE ALLUNGAMENTO
DEFORMAZIONE
DE
DEFORMAZIONE 100
Del
T0
E D'pfffffifn.ME
DI ALLUNGAMENTO la
Allo stesso assoluta
rilevante
modo è
non forza parità
a
poiché
applicata tener
di conto
utile
dalla
forza sezione e più
l'allungamento quindi
dipende
della sollecitazione F
µ sollecitazione S Skuola.net
le diverse la
In
ossi sua
essere
deformazioni con
generale ognuna
possono
Ad di di
abbiamo la volume scorrimento
definizione deformazione
esempio -
torsione
di valerio_spagnoli
tutte viste
Nei elasticità
di
limiti le possonoessere
deformazioni
imposti di
al
di volume scorrimento
e
come somma deformation la
Nella il volume
cambia
Di
DEFORMAZIONE VOLUME
Oss forma
ma
resta A
invariata V
AV
DI
DEFORMAZIONE V
VOLUME
Nella la resta
cambia
ossi il
scorrimento volume
Deformazione Di ma
forma
D
invariato D C
D
C c
8 B
A
B
A DI 8
DI Tg
DEFORMAZIONE AT
SCORRIMENTO che
valori 8
In abbiamo
di 8 8
Tg
piccoli
per
genere ds df
Dato sulla
PRESSIONE
DEF normale
fogne
e se
una una
superficie forza
il to
urinale chiomato
co fesa e
o na rapporto
componente D8
PRESSIONE ds
La consola dallo
ci normale
sforzo
pressione Skuola.net
forze
Oss ESTERNE forseche
sono ad
1 FORZE si volume
volume
DI o di
MASSA applicano ogni -
DV DV
Ad
del valerio_spagnoli
digravità
la volume
fase su
capo agisce
esempio ogni
data
V
dell'intero densità
Quindi
volume abbiamo
f
mossa in e una
una
dm polli
2 che
Sono In
FORZE sulla
DiSUPERFICIE forte particolare
superficie
agiscono
ott ds dato
di da
il è
e
forza su
una una legame
superficie
porzione
agisce DI
È ds
d dove UNITÀ superficie
Di
PER
FORZA
ds
Lo E normale alla
G
fortepuò essere e
lungo superficie
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scomposte
È DÌ
dei Feds
ds e
Quindi avremo
forze
Oss interne
sono che esterne
interne colle
del
le forze
forze reagiscono
corpo il
che due
divide in
_f Consideriamo un porti corpo
piano È
È
Il trova
è due in
e
forse si
ma
a
sottoposto
corpo
1 delle
Di che
forseinterne
sono
ci
equilibrio conseguenza possiamo
a che di
sulla indicata
superficie
agiscono
immaginare separazione
È v'È che le esterne
che vanno a forze
equilibrare
provo
f 2 È alla
diretta
f dalla 1
Quindi sarà zona
ci una forza
La la
f
2 è nel
zona recisione modo
in con
forza superficie seguente
F olds
dfs
lo La
dove G
la normale
sforzo essere e
forza
puo scomposto lungo
lo
od Di arche
X esserescomposto
può
tangenziale conseguenza
dft I sforzo
sforzo NORMALE
015 TANGENZIALE À Skuola.net
di
Consideriamo Immaginiamo
forma
un capo qualunque à -
valerio_spagnoli
È le
tutte
voltare come
difficile forze
agiscono che
esterne sul ma µ
corpo possiamo immaginare
dà di
della
un'infinitesima
su superficie
parte DÌ il
1
dallo Per terzoprincipio
vettore collo
2 sono
sono
un
separazione agisco DÌ che
dello sarà lo
dinamico 1
il
contrario Quindi
e
ci sfotto
un uguale capo
È TÈ dj
che il
mente
è
sul 1
2
2 esercito sull
esercita e
quello corpo
della
il
E limite
di
Spostando superficie separazione
del
esterna che
otteniamo i
capo
superficie È
f F i
I i
i
i c
i I 1
i Skuola.net
DEFORMAZIONE DI VOLUME È
F 2 -
v
X valerio_spagnoli
F
p È È
gr
e
È a È
f tutti Gti
Abbiano di di
intensita i
cubo suoi
un a forte su
soggetto Immaginiamo
uguale
di
cibo destra
il
ottenere soldo
la
il rossa e a
togliere lungo superficie separazione
destro
Sul rimanenti
le stesse alle
solido in e una
soffici
forse
a ognuno proporzione lo
di f di
Questo
sulla
f coccolare sforzo
superficie
forza permette
separazione
È È
cibo dalle che
sul sonico
interno sulle latenti ma
sonno forze pareti
ognuno
tolte
state nel
che destra
a
sono disegno v
e F
f r n e
r
Di conseguenza FÀ Fra
f
Lo dato di di
s'è
dove
5
sarà la
f su ovvero in
taglio
sforzo superficie quello
SI
s
diagonale L F
toni
i
quindi 5
S Skuola.net
SCORRIMENTO
DI
DEFORMAZIONE contrae
consideriamo cubo forte
cui
un a
su e per
uguali ogni
coppie
ognuno -
Le
di colle valerio_spagnoli
hanno del cubo
direzione facce
tangente
forze
facce
coppia f
r
del
Se la di
considero superficie capo
separazione
solido sul
la quale
lungo un
diagonale ottengo F
F
e È
Le due e
forze una v
agiscono d
oltre
delle
dalla
data
f somma o
f
v f
due del
Quindi lo
con
mancanti regoli
proclebgromma EF
f Tas Lo
dato
La s da
è s
dove sforzo
superficie agisce
5 normal
è
su ovvero
sforzo
uno
applicato HOOKE
LEGGE Di
ho
Se esterne e
cui
su uno
un forze qualsiasi ffa
corpo agiscono che
di normal
su sfati
cui sia
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Afi
lo dato
interno col è
se
tangenziali corpo
spostamento e
da
dato era
api e
f Ìn DI
DI
DI te
Quindi Dp
Dp
26 2
i re G i
di
La lineari
le
solo
Hooke WE
legge per deformazioni Skuola.net
Di VOLUME
COMPRESSIONE CI
CI
di
Gto se
le
di Il cubo
cubo è
consideriamo e
un superficie soggetto -
La Gto
del
delle della sarà valerio_spagnoli
folte variazione
a lunghezza
compressione Dlc
Ec Ec
Ec deve è
di Hookeoleosollecitozione
lalegge cui
essere a
proporzionale sottoposto
per
che
cibo è
il alla
pari pressione e
Il indaco
meno
p compressione Yak
tè
Quindi di
costante che
è chiamiamo
Ec a una
P per
uguale proportional
di Hooke
Ec DeI Legge
p
tra
diulema
Quindi i
la deformazione comedifferenziali
considerato
3 94 SE
effe
Ale
A
Quindi ecc
DI Aja p
c
Quindi è
lo
di alla
la whine
di
Hooke vorrai
one
per legge proporzionale
tramite costante K
sollecitazione in una
caso
questo pressione dello
dimensioni
K volume
compressione
Di di
MODULO A
io me
In COMPRESSIBILITÀ
Di
13 COEFFICIENTE Skuola.net
LINEARI
DEFORMAZIONE i
sborra ad sollecitazione
Consideriamo una una
soggetta e o -
b E la
Per di valerio_spagnoli
Hooke abbiano
e
verso
positivo legge e
5
la la C data
linea
che da
lungo e
deformazione de È
E È
Del ELASTICITÀ
E Modulo Di
di
modico Young trasversali
di cambiano
sollecitazione le
Quando dimensioni
tipo
applichiamo questo
di sarà alla
la
Per nostra
Hooke cambiamento sollecitazione
legge questo proporzionale
4
8 DÌ MEC coefficiente
µ LATERALE
CONTRAZIONE
Di
di Poisson
coefficiente o 0,5
che
ad
sto strasversili
le
indicare
Il c'è dimensioni
meno se si
un allungamento
riducono viceversa
e sarebbe
altrimenti
o ci
7 non essere un
un
può Elogamento
perchè allungamento
per lati
tutti del
cubo cibo
rivolte l'esterno
i
Consideriamo su
un a verso
soggetto forze
Per vinto
abbiano di un
una forza allungamento comporterà
quanto lungo
appena Fa
Fg
7
accorciamento e
umane
e
Y
lungo Analogamente per
Quindi lo
voltare detenne di tener
questovolume
correttamente bisogna
per di
anche Quindi
conto effetti
questi l'ossa
lineare
lungo
riunione tutte
D
A tre
Ae Devo la lineare
considerare e
però lungo
deformazione E
De Ae
Ae
Ad Il
Quindi D
dresioni
le Del
è esempio Skuola.net
che
Inoltre
che De che
dato
Ecc Dj
Dato Ee Ale ma
HEE
sappiamo
del Al Quindi
stiamo cubo YEE
considerando HEE
Del
un o -
valerio_spagnoli
DC Eel Eel
HEE y
Quindi E
DE A
1
Ee Edt
24 27
o e
Da cui ottengo µ µ 1
3
Ee 24
A
Dato 3 Ee
che 1
Ed dove
ce_In e
24 fa p
stiano
tirando
che
il indica
meno quindi
11
3 27
27 Egli
E
K 311 24
Se tiro il
le
tutte direzioni
il in diminuirei
volume non può
corpo 3 1
Ee
Ac A
3 24
e
tiri diventa
1 Questo
20
tutte 3
le 27
direzioni Ee
se in
quindi quantita
Quindi dee c 0,5
essere
2721 µ
420,5
quando
negativa Skuola.net
DEFORMAZIONI DI SCORRIMENTO p
e c
D D e
visto dall'alto
in
Consideriamo un fig
prillelepiperto y -
di
di valerio_spagnoli
ad e
e
forte taglio
a uno
foglio deformation
quindi
soggetto B
A 2
f
T da
che dato at
di è Tgr
7
l'angolo
sappiamo deformazione
8
Per di deve
la 2
Hooke sollecitazione
cielo
essere
legge proportional
IT
8 G
C Di
modulo SCORRIMENTO
che
Inoltre sappiano E
G it µ NÉ
la
Vediamo dimostrazione i
sbirroche sotto di
l'Orione
sta
Consideriamo e
si uno
uno allungando È c
della
sborra
all'interno
Consideriamo
forza un quadrato
prisma eD
lo il
Quando sbirro subisce una lungo
si allunga prisma compressione
AI F
l'asse E v
AC Quando è a riposo
B della
ed
totale è dato
8
di somma
e
L'angolo deformazione
è deidue dal
derivanti cambiamento
in
figura dell'angolo
angoli
A da
c ad nuovo
fa un angolo
Le l
del E
ed
nuove nonsono sono
diagonali ma
prisma piu
D l
l tt
corta Ee
Ee dig
I e
y dog Gaga Skuola.net
di
Vado evidenziato
considerare celeste coccolare
un quarto
a per
quindi prisma
è tw
La corta
di il we
lo e lunga
quella
tangente rapporto semiologo -
valerio_spagnoli
d gee l Melli
di Ee
Ee
Tga EE
li d
e Ee Ee
it È
che Ee
Dato trascurabile
e
sono e
variazioni e
quindi
piccole piccolo
GEI 1
1 Ee 71
Ee 1
Ee
e Meet
i i
Tgr yea E che
Tg
Datoche oro e Tg
Tg no
da trigonometrica
formula 1
Ee La
i G
Quindi Itf trascurabile
e
quantita perché
MI
Edit
2
E Y trascurabile
it it è
s Ee
0,5 4 1,5 Ee e quindi rispetto a
piccolo
cancellare
denominatore
il
2 si
quindi può Edit Y
e 2
Da cui ottengo È
ga 1
Ee 4
le
Consideriamo ora deformazioni una
lungo superficie
FI
b
si
interno essere lungo
diagonale fono j.j.si
ricomposta
può
le trasversale che
normale e quindi sapendo
componenti e
SÙ
Le 1
fasi s li
e
taffetà E
ci TI Skuola.net
I EEe
Dato che Ee
È -
8 2 86
Te
che valerio_spagnoli
quindi
sappiamo IG E
Ee
che la cercata
µ
8 1
Ee
Dato otteniamo
t
a relazione
G
Electa EET
µ E
G
quindi 2 City Skuola.net
DEFORMAZIONE DiTORSIONE C
sbirro R
cilindrico a
Consideriamo con
uno -
valerio_spagnoli
l'estremità l'estremità
concorda e
Immaginiamo superiore e
diferie
ad una
inferioresoggetta coppia
Se all'estremità
dal
verticale
tracciamo a
uno punto if
È
torsione a
di al
onirica a
in assenza punto
superiore M
è
coll'estremita Ma una
inferiore applicata
poichè coppia
troveremo il
sull'estremità di 0
a un
inferiore punto angolo
apostolo
a Mi
è
0
a al momento
L'angolo proporzionale
e I Koo
M µ
Ko
ho
c
It visto
ko altre
a costante costanti
è alle che
abbiano
legata
da
Prendiamo sullaparte
infinitesimo
uno e un punto
spessore superiore
da
A della di
torsione il si infinitesimo
causa un
sposta
punto coagulo
da
Possiamo lo
ricavare con proporzione
da da
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