giovedì 24 novembre 2016

TEOREMA DELL'IMPULSO


E' più efficace una forza più intensa che agisce in un breve intervallo  di tempo (esempio : colpo di un martello) oppure una forza meno intensa che agisce per più tempo?

Sicuramente il tempo di azione è importante e per questo motivo si definisce una nuova grandezza fisica chiamata IMPULSO della forza.

L'impulso è il prodotto del valore medio della forza per l'intervallo di tempo nel quale agisce.


TEOREMA DELL'IMPULSO: L'impulso di una forza che agisce in un certo intervallo di tempo su un corpo è uguale alla sua variazione di quantità di moto.




ACCELERAZIONE IN UN MOTO RETTILINEO

Un corpo che si muove nel piano ha una accelerazione in due casi: 1) Se il valore della sua velocità cambia nel tempo. 2) Se cambia la direzione del moto (moto curvilineo)
 
accelerazione dovuta al cambio di direzione del moto

Un corpo che si muove di moto rettilineo accelera solo se cambia la velocità.
In questo caso l'ACCELERAZIONE media è  data dal rapporto tra la variazione di velocità e il tempo impiegato per questa variazione. Esprime la rapidità di variazione della velocità.

L'unità di misura è m/s² (metri su secondo quadrato)
L'accelerazione è positiva quando la velocità aumenta ed è negativa quando diminuisce (esempio : frenata). L'accelerazione negativa è anche detta DECELERAZIONE

L'accelerazione in un dato istante t' (ACCELERAZIONE ISTANTANEA) si ottiene considerando un intervallo di tempo molto piccolo che contiene t' e calcolando l'accelerazione media.

Esempio : una macchina che parte da ferma raggiunge la velocità di 72 km/h=20m/s in 4s. L'accelerazione vale a=20/4=5m/s²

Se consideriamo il grafico velocità - tempo di un moto , l'accelerazione in un certo istante è la pendenza della rette tangente al grafico in quel istante.

 



lezione riassuntiva sul concetto di accelerazione

esempio di moto accelerato in formula 1
prova a disegnare il grafico velocità - tempo e il grafico accelerazione - tempo

Se l'accelerazione è costante nel tempo il moto si dice UNIFORMEMENTE ACCELERATO. In questo caso la velocità aumenta in modo proporzionale al tempo. L'accelerazione media coincide con quella istantanea.

Esempio : tipico esempio di moto uniformemente accelerato è la caduta di un corpo. L'accelerazione vale g=9,81m/s² .
Il grafico velocità tempo di un moto uniformemente accelerato è una retta.

http://www.cabrillo.edu/~jmccullough/Applets/Flash/Mechanics/MotionDiagram.swf

mercoledì 2 novembre 2016

GENERATORE ELETTRICO

ALTERNATORE (generatore di corrente alternata): trasforma l'energia meccanica rotazionale in energia elettrica sfruttando il fenomeno di induzione elettromagnetica. Una o più spire ruotano con velocità angolare costante in un campo magnetico uniforme. Si crea una variazione periodica del flusso concatenato con le spire che genera una corrente alternata. Per permettere la rotazione della spira bisogna usare dei contatti striscianti.  La corrente inverte il verso ogni mezzo giro delle spire.  La corrente è massima quando le spire sono parallele alle linee del campo ed è nulla quando le spire sono perpendicolari alle linee del campo.
 






teoria
simbolo dell'alternatore o generatore di corrente alternata

martedì 1 novembre 2016

INDUTTANZA

La corrente indotta genera un campo magnetico e quindi  flusso magnetico detto auto indotto.
Essendo i proporzionale a B , anche il flusso è proporzionale alla corrente.

La costante di proporzionalità L è detta INDUTTANZA del circuito.
Si misura in Henry : 1H=1Wb/1A 
per la legge di Faraday si ha:
INDUTTANZA DI UN SOLENOIDE DI N SPIRE:
 


LA LEGGE DI LENZ


Il verso della corrente indotta è quello tale da opporsi alla causa che l'ha generata.
Questo significa che se aumenta il flusso entrante attraverso la spira la corrente indotta deve generare un campo magnetico che determina un flusso contrario. Viceversa se il flusso concatenato diminuisce la corrente indotta deve generare un flusso con lo stesso verso.
L'effetto è sempre quello di una resistenza nell'avvicinare e nell'allontanare un magnete dalla spira. 
La legge di Lenz esprime la legge di conservazione dell'energia nei fenomeni di induzione: infatti per produrre una corrente (energia elettrica) bisogna compiere un lavoro per vincere la resistenza (energia meccanica).
Ad esempio, nell'avvicinare il magnete , la spira respinge il magnete e si comporta come un secondo  magnete con la stessa polarità. 

CORRENTI DI Foucault


CORRENTI DI FOUCAULT: dette CORRENTI PARASSITE

Le correnti parassite si generano in una lamina metallica che si introduce o si estrae da un campo magnetico oppure se è sottoposta a una variazione del flusso magnetico. Le correnti sono generate secondo la legge di Faraday e si oppongono alla causa che le ha generate secondo la legge di Lenz.
Le correnti riscaldano la lamina e dissipano energia sotto forma di calore (effetto Joule) frenando la lamina se è in movimento. Il funzionamento del freno elettromagnetico e dei fornelli ad induzione sfruttano questo fenomeno. In altri casi può risultare fastidioso. Per limitare il generarsi di queste correnti alcuni conduttori elettrici vengono costruiti con la sovrapposizione di lamelle o vengono tagliati in modo da spezzare e delimitare queste correnti.
 il video mostra la fusione di un blocco di metallo sfruttando le correnti parassite

giovedì 27 ottobre 2016

ESERCIZI SULLA VELOCITA' MEDIA

VELOCITA' DEL SUONO=330 m/s


 
Il fenomeno del boom sonico si verifica quando l'aereo supera la velocità del suono.
 
1) Quanto vale la velocità del suono in km/h? [ 1188km/h]
 
2) QUANTO VALE LA VELOCITA’ MEDIA DELLA TERRA IN MOTO INTORNO AL SOLE?
Approssima l'orbita a una circonferenza di raggio R=149.600.000 km
[29700m/s 106 920 Km/h]


VELOCITA' DELLA LUCE: c=300 000 km/s 
3) quanto impiega la luce ad arrivare dal Sole distante 149.597.870 Km?   [8,31minuti]
 

4) QUANTO VALE LA VELOCITA' DI BOLT IN Km/h?
IL TEMPO dei 100m ALLE OLIMPIADI DEL 2009 è STATO di 9,58s


5)Un fulmine cade a 5 km di distanza. Quanto tempo passa tra la visione del lampo e il boato del tuono? [t=15s]


6) nel precedente video passano 3 secondi tra il lampo e il tuono. Quanto è lontano il temporale? [1km]

VELOCITA' DELLA FORMULA 1

Velocità media sul giro più alta in qualifica 260.3 km/h di media per Rubens Barrichello (Ferrari V10) nel 2004.

7) Determinare i metri percorsi in 40' di corsa? [37483m]

PRINCIPIO DI RELATIVITA' GALILEIANA E TRASFORMAZIONI

L'osservatore inerziale è colui che esegue le misure rispetto a quel sistema inerziale.

Sono SISTEMI INERZIALI quelli che si muovono di MOTO RETTILINEO UNIFORME. Tutti i S.I. sono in moto rettilineo uniforme gli uni rispetto agli altri 


Se il sistema di riferimento si muove di moto accelerato ( e quindi anche curvilineo) NON è INERZIALE. In questi sistemi sono presenti FORZE APPARENTI ( o dette fittizie) come ad esempio la FORZA CENTRIFUGA(es: macchina in curva) e la FORZA d'INERZIA (es: macchina che frena).




PRINCIPIO DI RELATIVITA' GALILEIANO : Tutti i sistemi di riferimento inerziali (S.I.) sono  equivalenti da un punto di vista dinamico.

Vuol dire che i fenomeni di dinamica si spiegagono con le stesse leggi. (es: F=ma)
QUINDI: Non è possibile evidenziare il moto del S.I. eseguendo esperimenti di meccanica
ALLORA  non esiste un S.I. “FERMO” ( NON esiste un sistema “privilegiato”.)




Lettura del brano tratto da "Dialogo sopra i due massimi sistemi" 


BRANO: Riserratevi con qualche amico nella maggiore stanza che sia sotto coverta di
alcun gran navilio, e quivi fate d'aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti;
siavi anco un gran vaso d'acqua, e dentrovi de' pescetti; sospendasi
anco in alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia versando dell'acqua
in un altro vaso di angusta bocca, che sia posto a basso: e stando ferma
la nave, osservate diligentemente come quelli animaletti volanti con pari velocità
vanno verso tutte le parti della stanza; i pesci si vedranno andar notando
indifferentemente per tutti i versi; le stille cadenti entreranno tutte nel vaso
sottoposto; e voi, gettando all'amico alcuna cosa, non più gagliardamente la
dovrete gettare verso quella parte che verso questa, quando le lontananze sieno
eguali; e saltando voi, come si dice, a piè giunti, equali spazii passerete
verso tutte le parti. Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, benché niun
dubbio ci sia che mentre il vassello sta fermo non debbano succeder così, fate
muover la nave con quanta si voglia velocità; ché (pur che il moto sia uniforme
e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione
in tutti li nominati effetti, nè da alcuno di quelli potrete comprender se
la nave cammina o pure sta ferma.
Voi saltando passerete nel tavolato i medesimi spazii che prima, nè,
perché la nave si muova velocissimamente, farete maggior salti verso la poppa
che verso la prua, benché, nel tempo che voi state in aria, il tavolato sottopostovi
scorra verso la parte contraria al vostro salto; e gettando alcuna cosa
al compagno, non con più forza bisognerà tirarla, per arrivarlo, se egli sarà
verso la prua e voi verso la poppa, che se voi fuste situati per l'opposito; le
gocciole cadranno come prima nel vaso inferiore, senza caderne pur una
verso poppa, benché, mentre la gocciola è per aria, la nave scorra molti palmi;
i pesci nella loro acqua non con più fatica noteranno verso la precedente
l’acqua che scende goccia a goccia da un secchiello entra nel collo di una bottiglia;
saltando verso prua o verso poppa a piedi pari con la stessa forza, si supera la stessa distanza.
che verso la sussequente parte del vaso, ma con pari agevolezza verranno al
cibo posto su qualsivoglia luogo dell'orlo del vaso; e finalmente le farfalle e
le mosche continueranno i lor voli indifferentemente verso tutte le parti, né
mai accaderà che si riduchino verso la parete che riguarda la poppa, quasi
che fussero stracche in tener dietro al veloce corso della nave, dalla quale per
lungo tempo, trattenendosi per aria, saranno state separate [...].


Questo principio ci garantisce la validità della fisica : una legge ricavata nel mio sistema di riferimento è valida in tutti i sistemi inerziali dell'universo.

 
Questo principio spiega il perchè trovandoci sulla Terra che si muove ad una velocità molto elevata di circa 30 km/s= 30 000 m/s  non ci si accorge di nulla. 
Questo è una delle critiche portate dagli Aristotelici contro le tesi di Galilei.
NB: anche quando siamo in aereo che viaggia di moto rettilineo non ci accorgiamo di muoverci molto velocemente.

Quello che cambia passando da un sistema inerziale ad un altro è la descrizione del moto e la conseguente misura della velocità . 




Il seguente simulazione mostra il moto della caduta di una pallina rispetto a due osservatori inerziali.

http://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/ClassMechanics/Relativity/Relativity.html



In questo video un cannone montato su una macchina che viaggia a velocità v spara una palla con velocità -v . Cosa accade?

COMPOSIZIONE DELLE VELOCITA':





La velocità di un corpo rispetto al sistema Oxy è uguale alla velocità misurata nel sistema O'x'y' + la velocità relativa tra i due sistemi. Ad esempio:


Questo esempio mostra come la composizione delle velocità è in accordo con il principio di relatività Galileiana.

Nel seguente video vengono fatti degli esempi  di composizione delle velocità:
esercizio: Vedi la figura sotto. Le velocità delle due auto sono calcolate rispetto al sistema A Oxy coincidente con la macchina A ferma. quanto vale la velocità di C misurata dalla macchina B? (pensa alla macchina B come un S.I.che si muove con velocità 90Km/h rispetto al sistema A.
  [-150Km/h]