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Meccanica

Inerzia

L’inerzia è la riluttanza al moto (o a variazioni di esso), ci fornisce l’informazione di quanto il sistema è disposto a mettere in atto la “causa” al fine di produrre un certo “effetto”.

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Centro di istantanea rotazione

In meccanica applicata alle macchine, si definisce centro di istantanea rotazione quel punto del piano della figura mobile che nella posizione considerata ha velocità nulla; le sue proprietà sono: tangente alla traiettoria e raggio cinematico (congiungente il punto con il centro istantaneo di rotazione) sono ortogonali. Ciò significa che le normali alle tangenti alle traiettorie…

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Lavoro

In fisica, nello specifico in meccanica, il lavoro di una forza è definito come la capacità della forza stessa applicata in un punto di un corpo materiale, di compiere uno spostamento nella medesima direzione della forza. Il lavoro è una grandezza fisica vettoriale definita come integrale di linea della forza calcolato lungo la traiettoria del…

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Attrito volvente

Si definisce attrito volvente quel fenomeno di resistenza al moto dovuto al rotolamento tra le superfici di due corpi materiali in contatto. La resistenza prodotta dall’attrito volvente è, in generale, molto minore rispetto a quella generata per attrito radente. Leggi dell’attrito volvente Le “leggi dell’attrito volvente” sono state stabilite da Charles-Augustin de Coulomb: legge: l’attrito volvente è proporzionale alla componente…

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Attrito radente

Si definisce attrito radente (di strisciamento) quel fenomeno di resistenza al moto dovuto allo strisciamento tra le superfici di due corpi materiali in contatto, che presentano una certa rugosità superficiale. Nel caso di immobilità relativa al contatto l’inclinazione (angolo di attrito) della forza scambiata tra i punti comuni di due corpi può assumere uno qualsiasi dei…

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Energia potenziale

L’energia potenziale \(U\) è l’energia che compete ad un corpo materiale, o a un sistema di corpi, in virtù della sua posizione in un campo di forza conservativo come un campo gravitazionale o un campo elettrico. In altre parole è la capacità di compiere lavoro associata alla posizione rispetto ad un punto di riferimento. Tipico…

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Energia cinetica

L’energia cinetica \(K\) è una delle due componenti dell’energia meccanica e può essere definita come la capacità di compiere lavoro associata al movimento di un corpo. Se un corpo viene assimilato ad un punto materiale di massa \(m\) muoventi a velocità \(v\), la misura dell’energia cinetica si calcola con la seguente relazione: \[K=\dfrac{1}{2}mv^2\] Tipico esempio di energia cinetica…

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Energia meccanica

L’energia meccanica di un sistema è data dalla somma di due contributi: l’energia cinetica e l’energia potenziale. Quando due sistemi si scambiano tra loro energia meccanica, tale energia in transito è definita lavoro. Pertanto l’energia meccanica può essere posseduta da un sistema e scambiata con altri sistemi, mentre il lavoro corrisponde solamente alla parte di…

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Innesto

Gli innesti sono meccanismi che consentono di stabilire o di interrompere a comando il collegamento fra due alberi. Sono indispensabili quando occorra accoppiare due parti di un sistema aventi velocità diverse. È il caso, ad esempio, del collegamento tra il motore e le ruote negli autoveicoli con motore termico. Infatti i motori a combustione interna non possono…

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Freno

I freni sono meccanismi che permettono di rallentare e, in caso di necessità, arrestare le parti mobili di una macchina. Possono essere di tipo meccanico, elettrico, magnetico (elettro-magnetico) o aerodinamico. Freni meccanici I freni meccanici sono freni ad attrito radente, ossia, la cui azione è ottenuta mediante il contatto di strisciamento fra due superfici solide: una…

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Leva

La leva è una macchina semplice capace di amplificare una forza grazie all’applicazione del principio dell’equilibrio dei momenti. È costituita da un’asta rigida (detta potenza), capace di ruotare di un certo angolo attorno ad un punto fisso, detto fulcro. Pertanto tale configurazione assegna alla leva 2 bracci, che sono anche indicati con i termini di braccio della potenza…

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Variatore di velocità

I variatori di velocità sono meccanismi che consentono non solo di trasmettere il moto con rapporto di trasmissione costante, ma anche di variare con continuità tale rapporto, agendo dall’esterno su un apposito comando. Hanno generalmente un limitato campo di variazione. I variatori che includono fra le loro velocità in uscita anche la velocità zero sono detti…

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Ruota dentata

Le ruote dentate, siano esse piane o coniche, con qualunque tipo di dentatura siano state costruite, rappresentano, insieme alle corrispondenti ruote di frizione, la soluzione al problema della trasmissione del moto fra una coppia di assi, rispettivamente paralleli o concorrenti in un punto, e con un rapporto di trasmissione costante. Quando si vuole che tale…

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Treno planetario

Sono chiamati treni planetari o epicicloidali quei rotismi nei quali gli assi di una o più ruote sono mobili: queste ultime sono accoppiate ad un membro mobile detto telaio portatreno. A seconda delle applicazioni un membro può essere fisso (ottenendo un meccanismo ad 1 g.d.l.) oppure non esiste alcun membro fisso ed il meccanismo assume…

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Puleggia

Una puleggia è un organo di trasmissione del moto, costituito da una ruota scanalata girevole intorno al proprio asse; essa può eventualmente essere dotata di una o più gole per accogliere altrettante funi, corde, cavi, cinghie o simili. Può ruotare libera sul proprio asse per guidare o rinviare, oppure essere calettata ad un albero motore per…

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Coppia

In Meccanica Applicata, due membri contigui tra loro in contatto e collegati in modo che ciascuno possa muoversi rispetto all’altro, conservando il contatto, formano una coppia (intesa come accoppiamento meccanico). I caratteri identificativi di una coppia meccanica provengono dalla natura, dalla geometria, dalle proprietà cinematiche e dinamiche di contatto degli elementi attivi. Le macchine sono…

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Velocità

La velocità è una grandezza fisica che definisce quantitativamente la rapidità del moto, ossia, del cambiamento di posizione di un corpo materiale in funzione del tempo. Generalmente è una grandezza vettoriale, ma in alcuni casi può ridursi anche ad una grandezza scalare. In sostanza la velocità è una grandezza scalare definita semplicemente come lo spazio totale…

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Moto anarmonico

Con il termine anarmonico si definisce il moto non armonico, generalmente utilizzato per indicare il moto vibrazionale non armonico (oscillatorio) degli atomi in una molecola o in un solido, al quale corrisponde una curva di energia potenziale avente un andamento non parabolico (caratteristico invece delle oscillazioni armoniche) in funzione della distanza internucleare (oscillatore anarmonico).

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Moto circolare

Il moto circolare consiste nel moto di un punto materiale lungo una circonferenza. Velocità ed accelerazione durante il moto circolare variano in funzione del cambiamento di direzione del moto.

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Moto uniformemente accelerato

Si definisce moto uniformemente accelerato o moto rettilineo uniformemente accelerato, il moto di un punto o corpo materiale che si sposta con accelerazione costante lungo una traiettoria rettilinea. Mentre le variazioni di velocità risultano essere direttamente proporzionali agli intervalli di tempo in cui hanno luogo, ovvero più è ampio l’intervallo di tempo considerato e maggiore sarà la variazione di velocità. Legge…

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Moto rettilineo uniforme

Un punto o corpo materiale si dice in moto rettilineo uniforme (MRU) se il suo spostamento avviene con velocità costante su di una traiettoria rettilinea. Il moto rettilineo uniforme viene descritto mediante una specifica formula detta legge oraria del moto rettilineo uniforme: \[s=v(t-t_i)+s_i\] dove \(s_i\) e \(t_i\) indicano rispettivamente la posizione all’istante di tempo iniziale sulla traiettoria…

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Moto transitorio

Il moto transitorio si verifica nella fase di avviamento o di arresto di una macchina ed è generalmente un moto vario.

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Moto ciclico

Il moto si dice ciclico se, dopo l’avvio da qualsiasi posizione relativa, i membri di una macchina passando attraverso tutte le posizioni che possono assumere, ritornano alla loro posizione relativa originale: continuativo se durante ogni successivo ciclo non si arresta; intermittente se durante ogni ciclo si arresta per un intervallo di tempo finito; alternativo se…

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Moto a regime

Il moto a regime si dice uniforme o assoluto se l’atto di moto di tutti i membri si mantiene costante in qualunque intervallo di tempo; altrimenti si dice periodico se l’atto di moto di tutti i membri si ripete dopo un intervallo di tempo (periodo).

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Moto uniforme

Si definisce moto uniforme quello in cui la velocità è, oltre che indipendente dal tempo, anche costante da punto a punto nel campo di moto. In Meccanica dei fluidi, con il termine moto uniforme, si designa usualmente un campo assai più vasto dei processi di movimento e più precisamente tutti quelli nei quali le caratteristiche del moto…

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Moto piano

Si definisce moto piano quella tipologia di movimenti nei quali ogni vettore velocità dei punti materiali siano ovunque paralleli ad un piano (\(\pi\)) ed appartenenti ad esso.

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Accelerazione

L’accelerazione è una grandezza fisica che definisce quantitativamente la variazione (in modulo, direzione, orientamento) di velocità di un corpo materiale in moto lungo una traiettoria, in un certo intervallo di tempo. Nello specifico si parla di accelerazione quando la variazione di velocità è in aumento (ad esempio un’automobile è in partenza o sorpasso), mentre si parla…

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Moto di un corpo

Quando si parla di moto di punti, si fa evidentemente riferimento a punti appartenenti a corpi rigidi, con il fine di stabilire il collegamento tra i moti dei due enti – punto e corpo – così come determinato dalla posizione e dai vincoli. Tipologie di moto di un corpo Traslazione Rotazione Rototraslazione Moto piano Moto…

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Centro istantaneo di rotazione

Lo studio del centro istantaneo di rotazione parte dalla fondamentale proprietà, nota come teorema di Eulero, che afferma: il più generale atto di moto è riducibile ad una rotazione (infinitesimale) attorno ad un punto del piano appartenente alla figura geometrica mobile, che nell’atto di moto è fermo, coincidendo con un punto del piano fisso, definito centro istantaneo di rotazione…

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Grado di libertà

Per gradi di libertà di un sistema si intende il numero minimo di parametri che occorre in qualche modo fissare per poterne definire in modo inequivocabile la posizione. Se si ha a che fare con un corpo rigido mobile su un piano (il che vuol dire che si ipotizza che non se ne possa allontanare)…

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Vincolo

Il contatto tra due membri di una coppia determina inevitabilmente dei vincoli: ad essi corrisponde la limitazione delle possibilità di moto relativo, ossia la diminuzione dei gradi di libertà. Ogni “condizione restrittiva” che limita le posizioni e/o le velocità di un sistema si chiama un vincolo. Queste “condizioni restrittive” sono espresse da equazioni e/o disequazioni…

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Sistema inerziale

Si definisce sistema inerziale quel sistema in cui i punti materiali “isolati” permangono, se essi sono in stato di quiete, nello stato di quiete preesistente.

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Forza

La forza è una grandezza fisica vettoriale, definita dal secondo principio della dinamica come causa dell’accelerazione della massa. In altre parole è un’azione che generalmente provoca un movimento accelerato. Si esercita una forza quando si spinge o si tira un corpo, sia per contatto fisico diretto che a distanza (come ad esempio accade per la forza gravitazionale). Classificazione…

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Pressione

Il concetto di pressione si esprime come una grandezza scalare definita come il rapporto tra il modulo della forza (perpendicolare alla superficie) e l’area della superficie stessa. \[P=\dfrac{F}{S}\] Nel sistema internazionale delle misure la pressione si misura in pascal (Pa).

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Punto materiale

Si definisce punto materiale un’astrazione geometrica di un corpo materiale, le cui dimensioni vengono ridotte ad un punto geometrico, ma dotato di massa. Si definisce, invece, punto materiale isolato un punto materiale non soggetto ad azioni esterne.

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Terzo principio della dinamica

Il terzo principio della Dinamica (detto anche terza legge di Newton o principio di azione e reazione) stabilisce che se un corpo materiale esercita una forza su un altro corpo materiale, allora il secondo reagirà esercitando sul primo una forza uguale e contraria, diretta lungo la retta congiungente i due punti materiali interagenti.

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Secondo principio della dinamica

Il secondo principio della Dinamica (detto anche seconda legge di Newton o principio di proporzionalità) esprime l’azione di una forza agente su un corpo materiale, o una forza risultante di un insieme di forze agenti su un corpo, come l’accelerazione nella stessa direzione e nello stesso verso della forza applicata, moltiplicata per la massa del…

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Primo principio della dinamica

Il primo principio della dinamica (detto anche principio di inerzia e dei sistemi inerziali), afferma che in un sistema inerziale un punto materiale, isolato (ovvero non sottoposto ad azioni esterne), permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, indefinitamente fin quando non agisce su di esso una forza o un vincolo capace di…

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Principio di relatività (o principio zero)

Il principio di relatività è uno dei principi fondamentali della fisica moderna, enunciato per la prima volta da Galileo e ripreso successivamente da Einstein, stabilisce che: Le leggi di una teoria fisica devono essere valide in ogni sistema di riferimento (omogeneo) assunto; ossia devono risultare invarianti, tali che, per uno stesso fenomeno sperimentato in sistemi di riferimento distinti, le…

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Baricentro

Si definisce baricentro di un corpo materiale il punto appartenente ad esso stesso, in cui è possibile supporre concentrata l’intera sua massa; la conoscenza della sua posizione è di fondamentale importanza perché permette di semplificare i problemi dinamici consentendo, per taluni aspetti, di trattare un corpo esteso come se fosse un unico punto pesante avente…

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Alesaggio

Si definisce alesaggio il diametro della sezione interna di un cilindro appartenente ad una macchina motrice tipicamente endotermica o utilizzata per la compressione di fluidi.

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Cilindrata

Si definisce cilindrata il volume d’aria teoricamente aspirato durante un ciclo di funzionamento da una macchina volumetrica. Pertanto la sua unità di misura viene indicata generalmente con il centimetro cubo, oppure in litri; negli USA si usa in alcuni casi il pollice cubico. Nel caso di una macchina alternativa, la cilindrata si calcola considerando il…

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Spistonamento

Si definisce spistonamento un danno di grave entità (deformazione o rottura) alle parti mobili di una macchina motore a pistoni, dovuto principalmente al consumo dei supporti del pistone. L’aumento di giochi tra le parti mobili iniziano un processo di usura accelerata. Lo spistonamento può provocare la rottura della biella, delle valvole e delle puntine. Quest’evenienza si ha quando il…

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Pistone (o stantuffo)

Si chiama pistone o stantuffoquel membro di una macchina, animato di moto rettilineo alternativo, di sezione circolare che scorre all’interno di un cilindro, ricevendo (nelle macchine motrici) o esercitando (nelle macchine operatrici) una spinta dal/sul fluido contenuto nel cilindro stesso. Componenti e specifiche costruttive Uno stantuffo è caratterizzato da un mantello che ne costituisce la…

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