FisicaApplicataCdlAllevamentoeBenessereAnimaleaa.20101011 2compitinoinitinere 12.gennaio.2011 PerglistudentidallaletteraAallad 1. Cosadiceilprincipiodiconservazionedelmomentoangolareeinqualicondizionivale? Il momento angolare L, o momento della quantit di moto, dato dal prodotto del momento di inerziadiuncorpoI,rispettoallassedirotazionerispettoalqualesivuolecalcolare,perlavelocit angolare:L=I. Per i sistemi isolati, ovvero quelli in cui non ci sono trasferimenti di energia con lesterno, il momentodellaquantitdimotosiconserva:Liniziale=Lfinale 2Cosailmomentodiinerzia.Qualiunitdimisurasiadotta? ilmomentodiinerziaIriguardaicorpiinrotazioneedipendedalmodoincuilamassadelcorpodisposta rispettoallassedirotazione.Edefinitodalprodottodellesingolemassemichecompongonoilcorpoperil quadratodelladistanza(ri2

)dellemedesimedallassedirotazione: I =

quindi,dovrebbeessere(kgxm2)Tuttavia,nelcalcolostrutturale,poichsifariferimentoafigure geometriche,inquestocasosiusanoinvecedellamassalesezioniinfinitesime,checostituisconouna sezionedefinita,sempremoltiplicateperilquadratodellalorodistanzadallassedirotazione:lunitdi misuradiventacos(m4)ancheseneimanualitroveremoIvieneespressoincm4 3Cosalasseneutroespiegarneilsignificato.PerchnellecostruzionisifaricorsoatraviadoppioT,o similari? Inunatrave,qualeancheunastrutturaossea,chevieneflessasottolazionediunsistemadisollecitazione esterno,lefibrenellapartesuperiore(quellaconcava)vengonocompresse,mentrequelleinferiorisono sollecitateatrazione.Maesisteunazonacentraleincuilefibrenonvengonosollecitatenatrazione,na compressionechevienechiamatoasseneutro.Tantopiciallontaniamodallasseneutro,tantopilefibre sonosollecitate.PerquestosifaricorsoallasezioneadoppioTchepresentalamaggiorpartedellareadella sezione(ledueali)concentratanellezonepilontanedallasseneutrocentrale. 4Dareunadefinizionedienergiacineticaedefinirelasuaespressionenelcasodicorpoinrotazione Lenergiacineticariguardalenergiapossedutadauncorpo,osistemadicorpi,inmovimento,omeglio lenergiaimputabilealmovimentodeicorpi.Essa,quindi,dipenderdaltipodimotopossedutodalcorpo eddatadalleespressioni: K =

m r

2 i i .Lunitdimisura,

1 2 1 mv ; K = I 2 rispettivamentenelcasodimotorettilineoemoto 2 2

dirotazionenelcuicasoIilmomentodiinerzia 1

5Ilragazzostaruotandosuuno sgabelloconvelocitangolare1ein assenzadiattrito(a) Avendoipotizzatocheilfenomenoavvengainassenzadiattrito(dovutosiaallarotazionedellosgabello,sia allaresistenzadellaria),ilsistemarisultaisolatoe,quindi,valeilprincipiodiconservazionedelmomento dellaquantitdimotoL=I=cost.Nellaconfigurazionedifigurab),ilragazzo,avendoraccoltole

Seavvicinaipesialpetto(b)cosa succede.Eperch?

bracciaetiratoversodiseipesiavvicinandoliallassedirotazione,riduceilmomentodiinerziaI rispettoallassedirotazione.DovendosiverificarelacostanzadiL=I=costLi=LfIii=Iff e,pertanto,lavelocitdirotazionefaumenterproporzionalmenteallariduzionediIf 6.Qualisonolecondizionidiequilibriostatico?

F F

x

= 0 ; = 0 ;M=0(Mnet=0)

y

Ladomandaspecificaequilibriostatico,quindianchelaquantitdimotoPdeveessere=0

Risposta:Momentidovutia:F1eF3uguali,poiF4,einfinequellidovutiaF2eF5nulli.Attenzione F3eF4hannolostessomodulo,maladistanza(ilbraccio)diF4dallassedirotazioneminoredi quelladiF3,OppuresipudirecheF4haduecomponentidicuiunanondaluogoadalcun momento(quellalungolassedellasta,esattamentecomeF5),mentrequellachedaluogoa momentoquellanormaleallastapariaF4cosevidentementeminorediF3 Momentidovutialleforze.,enonforzedovutealleforze,comehannoscrittomoltidivoi!!! 7Cosailcalorelatenteequantovalequellodievaporazionedellacqua?

2

Alcontrariodelcaloresensibilechequellochesipercepiscedirettamente,ilcalorelatente quellonecessarioperchavvengaunpassaggiodistato:dasolidoaliquido;daliquidoagassosoe viceversa.E,quindi,positivo(vienesviluppato),onegativo(deveessereasportato). Ilcalorelatentedievaporazione(quellonecessarioperilcambiamentodistato,ovverocheviene assorbitoduranteil)dellacquaparia:22502500kJ/kgdiH2Oevaporata(asecondadella temperaturadievaporazione)) 8Comefunzionanoimuscolieaqualitipidicontrazionedannoluogo? Ilmuscoloelasuacontrazionemuscolare,assimilabileaunamacchinachetrasformaenergia potenzialechimicadirettamenteillavoro,ovviamenteconperditedienergiasottoformadienergia termica(riscaldamentodelmuscolo)percuiilrendimento