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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

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

tangenziale

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

superficie foglio ognuno qq.ae

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

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

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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Scienze fisiche FIS/01 Fisica sperimentale

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher valerio_spagnoli di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Roma La Sapienza o del prof Germano Massimo.
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