Viscosit o attrito interno In liquidi Attrito staticodinamico

Viscosità o attrito interno In liquidi Attrito statico-dinamico in solidi Schermo completo…cliccare se serve

Liquido B Liquido A Liquido C Liquido B Lastra di vetro Versare quantità equali di liquidi diversi su un piano orizzontale: osservare come si espandono : stessa velocità ? Versando liquido C e B quale comportamento prevedi? licca B più veloce di A…. A più veloce di C…prevedibile B più veloce di C

A B Due tavolette uguali poste su liquidi uguali e sollecitate da forze diverse si spostano con diversa velocità in funzione della diversa forza applicata aumentando la forza aumenta anche la velocità

A B Due tavolette uguali poste su liquidi diversi e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione della diversa natura dei liquidi

A B Due tavolette con lo stesso peso ma diversa superficie poste su liquidi uguali e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione della diversa superficie dei corpi

A B Due tavolette con lo stesso peso e uguale superficie poste su liquidi uguali e sollecitate da forze uguali si spostano con diversa velocità in funzione del diverso spessore del liquido più veloce con maggior spessore

Osservazioni: la velocità di spostamento della tavoletta sulla superficie libera di un liquido è proporzionale alla forza applicata è proporzionale allo spessore del fluido dipende dalla natura del liquido è inversamente proporzionale alla superficie della tavoletta V = k* F* H / S Interpretazione del fenomeno: clicca

1 2 3 4 5 6 Ipotesi: lo strato superficiale 1 a contatto con la tavoletta la segue con la stessa velocità e risente di una forza frenante dovuta allo strato 2 sul quale fluisce: lo strato 2 viene sollecitato a muoversi seguendo lo strato 1 e risulta frenato dallo strato 3 che lo segue rallentandolo: e così la azione di trascinamento e frenamento si ripete fino all’ultimo strato, più profondo; ove praticamente si ha la minima velocità o immobilità

Liquido A meno viscoso di liquido B : liquido A meno viscoso a 50°C A B A A 30°C 50°C Vaso capillare, sottile Riempire ampolle uguali, con liquidi diversi A e B: misurare tempo impiegato per svuotarsi completamente; ripetere esperimento con liquido A a due diverse temperatura: come cambia tempo di svuotamento ? Viscosità ? clicca

Attrito statico di distacco dinamico

Pesi uguali – piano increspato e piano ben levigato- forza necessaria per iniziare movimento, accelerazione, diversa: perché ? a = F / massa F=100 Fx= F – A = 100 -20=80 F=80 Le forze diverse applicate a masse uguali dovrebbero produrre diverse accelerazioni: invece osserviamo la stessa accelerazione: forse la forza maggiore deve prima vincere un’altra forza che si oppone al movimento : attrito …quindi Forza effettiva Fx = Forza – Attrito = F-A

a = F / massa F=100 Fx= F – A = 100 -20=80 Evidentemente la levigatezza delle superfici riducendo le asperità riduce anche il lavoro per vincere le resistenze: minore attrito La forza applicata deve compiere un lavoro per vincere le resistenze opposte dalla rugosità delle superfici a contatto: deve sollevare tutto il peso secondo la verticale e spostarlo in avanti: solo parte della forza applicata produce la accelerazione sulla massa: e più grande è la massa da sollevare più grande sarà il lavoro da compiere per vincere la resistenza (aumenta attrito): minore sarà la residua forza che produce accelerazione…

Un corpo con peso costante P appoggiato su una superficie orizzontale rimane fermo: la forza peso P produce una reazione da parte dell’appoggio in senso opposto R: se applichiamo al corpo una forza F parallela alla superficie , il corpo rimane fermo finchè la forza applicata non supera un determinato valore: allora il corpo si mette in movimento, subisce una accelerazione: si ipotizza esistenza di una resistenza che si oppone al moto che dovrebbe sempre comparire applicando una forza al corpo a = P/m a tale resistenza di assegna nome di forza di attrito

R A F P F F Un corpo con peso costante P appoggiato su una superficie orizzontale rimane fermo: la forza peso P produce una reazione da parte dell’appoggio in senso opposto R: se applichiamo al corpo una forza F parallela alla superficie , il corpo rimane fermo finchè la forza applicata non supera un determinato valore: allora il corpo si mette in movimento, subisce una accelerazione: si ipotizza esistenza di una resistenza che si oppone al moto che dovrebbe sempre comparire applicando una forza al corpo a = P/m a tale resistenza di assegna nome di forza di attrito il corpo inizia il movimento solo se F > A

F=8. . A=7. 9 F=10. . A=9. 9 A A F F P=100 F P=80 F Provando con due corpi di peso diverso, a parità di altre condizioni, si osserva che la forza da applicare ai corpi per ottenere una accelerazione , è diversa: ( e quindi anche la forza di attrito da vincere): risulta proporzionale alla pressione esercitata perpendicolarmente alla superficie (nel caso di orizzontalità , peso e forza normale sono coincidenti): A = k*N La F da applicare risulta leggermente superiore all’attrito A

F=9…A=8. 9 F=10. . A=9. 9 A A F F F P=100 Ripetendo la prova usando corpi dello stesso peso ma superfici di uguale o diversa natura si osserva che l’attrito varia (maggiore se corpo e superficie sono della stessa natura) varia inoltre se sono interposte sostanze lubrificanti (es. acqua, olio. . ) varia inoltre in funzione della levigatezza delle superfici a contatto Attrito = k*N K = attrito/N Come mai appare attrito e variabile con peso, natura, stato corpi? F

F=9…A=8. 9 F=10. . A=9. 9 A P=100 F Attrito = k*N F P=100 K = attrito/N Come mai appare attrito e variabile con peso, natura, stato corpi? Da notare che esiste un attrito di distacco superiore a quello che compare e persiste durante il movimento Ipotesi: se le superfici dei corpi a contatto non sono perfettamente levigate , intervengono ostacoli minimi allo scorrimento relativo dei corpi a contatto e quindi una forza totale resistente o forza di attrito che dipende dallo stato delle superfici e dalla natura dei corpi (se uguali, interviene la forza di coesione invece di quella di adesione…) i lubrificanti rendono meno aspre le discontinuità delle superfici e quindi facilitano lo scorrimento F

Il peso del corpo viene scomposto in due componenti: una perpendicolare al piano e tende fare aderire il corpo alla superficie; l’altra parallela al piano e tende a far scendere il corpo lungo il piano: L H L H Osservare relazione tra inclinazione del piano inclinato e inizio dello scorrimento del corpo appoggiato sul piano: perché non scorre nel primo e secondo caso mentre inizia a muoversi nel terzo caso? Che cosa impediva lo scorrimento e cosa invece lo provoca? Pensaci e clicca La forza parallela al piano può essere contrastata applicando al corpo una forza equilibrante uguale e opposta: ma nel nostro caso non si vede…

L H L H Modificando la superficie del piano, lubrificandola, rendendola più levigata, cambiando la natura del materiale, si osserva lo scorrimento anche nel piano nel quale precedentemente il corpo rimaneva immobile…come mai?

L L H H Usando due piani con le stesse caratteristiche e due corpi simili come dimensioni ma con peso diverso, si osserva che il corpo più pesante scorre verso il basso mentre l’altro rimane immobile: come mai? Quali elementi sembrano entrare in gioco per originare una forza di tipo equilibrante che contrasta lo scorrimento del corpo e come varia in funzione degli stessi ? clicca…

A parità di pendenza la forza varia con la lubrificazione, peso del corpo A parità di lubrificazione, peso del corpo, varia con la pendenza del piano L H L H

Il peso del corpo viene scomposto in due componenti: una perpendicolare al piano e tende fare aderire il corpo alla superficie; l’altra parallela al piano e tende a far scendere il corpo lungo il piano: L H L La forza di attrito compare in funzione H L H Dalla inclinazione del piano e dal peso del corpo dipende il valore della forza componente parallela al piano , responsabile dello scorrimento: questa forza deve essere equilibrata da una forza detta di attrito

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