Paniere domande aperte di biomeccanica

RISPOSTE APERTE BIOMECCANICA

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) 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

4) 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.

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) Che cos'`e 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.

7) 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, cosi definito, e il tempo impiegato.

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) 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.

11) 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.

12) 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.

13) 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).

14) 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.

15) 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.

16) 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.

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) 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.

19) 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.

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