Meccanica dei sistemi di punti e corpi rigidi/Formulario

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Template:Meccanica dei sistemi di punti e corpi rigidi

Sistemi

Centro di massa:

rCM=imiriM

vCM=imiviM

aCM=imiaiM

Prima equazione cardinale:

FCMtot=dQdt

Problema dei due corpi

Massa ridotta:

μ=m1m2m1+m2

Teorema di Koenig

K=12MtotvCM2+i12mivi2

Il secondo fattore è l'energia cinetica del sistema rispetto al centro di massa.

Seconda equazione cardinale

τext=dJdt

Coppia di forze

C=bf

Dove b è la distanza tra le due forze applicate e f il modulo di una delle due (si considerano forze che producono momento concorde e di modulo uguale)

Rispetto a un polo qualsiasi

Dato un polo Ω centro di massa:

τΩext=dJΩdt+vΩMvCM

Momenti di inerzia

Rispetto al centro di massa

Anello omogeneo o cilindro cavo di massa M e raggio R (valido per tutti i prossimi casi):

Ic=MR2

Disco omogeneo o cilindro pieno omogeneo:

Ic=MR22

Sbarretta omogenea di lunghezza l:

Ic=Ml212

Disco di raggio r2 con buco di raggio r1 (dove si considera r1+r2=r, ovvero il raggio totale del disco se fosse pieno):

Ic=M2(r12+r22)

Sfera omogenea:

Ic=25MR2

Teorema di Huygens-Steiner

Ia=Ic+Md2

Dove d è la distanza tra l'asse c passante per il centro di massa e l'asse a a generico rispetto al quale si calcola il momento d'inerzia.

Corpi rotanti

Abbiamo:

J=Iω

Vettorialmente:

J=Iω

Energia cinetica di un corpo ruotante:

K=12MvCM2+12Iω2

Pendolo fisico

Equazione del moto:

θ¨+lMg2Iθ=0

Dove

ω=lMg2I

Caso particolare: sbarretta omogenea ruotante attorno a un estremo:

ω=32gl

Urti

Urto elastico: si conservano quantità di moto e energia cinetica:

{m1v1+m2v2= cost12m1v12+12m2v22= cost

Se l'urto è anelastico si conserva solo la quantità di moto, mentre l'energia cinetica viene ridotta di un fattore percentuale.

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