Un accelerometro è uno strumento di misura in grado di rilevare e/o misurare l’accelerazione, effettuando il calcolo della forza rilevata rispetto alla massa dell’oggetto (forza per unità di massa). Pertanto il principio di funzionamento di un accelerometro si basa sulla rilevazione dell’inerzia di una massa quando viene sottoposta ad un’accelerazione. La massa viene sospesa ad un elemento …
Si definisce peso molecolare (o anche massa molecolare relativa) il rapporto tra la massa di una molecola ed una unità di massa atomica u (uma o dalton) pari a 1/12 della massa dell’atomo 12C. In pratica il peso molecolare di un composto è dato dalla somma dei pesi atomici degli atomi che costituiscono la molecola. …
L’abbondanza cosmica indica la composizione relativa dei vari elementi in un corpo celeste e la frazione di atomi di ciascun elemento (sotto forma neutra o ionizzata, atomica o molecolare) presenti nel universo. Con riferimento alla prevalenza di alcuni elementi in determinati corpi si parla di abbondanza planetaria, cosmica, meteoritica ed asteroidale. Viene generalmente espressa in percentuale …
La Gilsonite, dal nome di Samuel Gilson che ne è stato il promotore a partire dal 1886, è un idrocarburo resinoso naturale storicamente scoperto nel bacino dello Uintah nel nord-est dello Utah e presente anche in Colorado, Iran e Colombia. Questo asfalto naturale è simile ad un asfalto derivante dal petrolio ed è spesso chiamato asfalto naturale, …
Nella Meccanica Applicata alle Macchine si definisce un giunto come un dispositivo capace di connettere e rendere solidali tra loro due estremità di due alberi (intesi come elementi di trasmissione) in modo tale che l’uno possa trasmettere un momento torcente all’altro. Tipologie di giunti I giunti trovano applicazione nei più disparati utilizzi, sia per la trasmissione del moto, sia in …
Si definiscono liquidi quei corpi materiali fluidi che, al pari dei gas, non possiedono una forma geometrica definita, ma possiedono invece un volume proprio e definito; non occupano tutto il volume del rispettivo contenitore, qualsiasi essa sia la sua forma, deformandosi e depositandosi nella parte inferiore del recipiente stesso, presentano sempre una “superficie libera” di …
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 delle forze Le …
La materia viene definita sia in Chimica che in Fisica, come qualsiasi sostanza (composta da vari tipi di particelle) che ha massa, inerzia e occupa spazio fisico (avendo volume). La materia si può classificare secondo gli stati di aggregazione, oppure suddividere in organica e inorganica e può appartenere a uno dei tre regni della natura (minerale, vegetale, animale). Tutte queste classificazioni cessano però di …
La ricerca di Luping Tang ed Emma Zhang ha prodotto una batteria ricaricabile a base di cemento con una densità energetica media di 7 Wattora per metro quadrato (o 0,8 Wattora per litro). Nonostante la densità di energia accumulata sia ancora bassa rispetto alle batterie commerciali tradizionali, questa limitazione potrebbe essere superata grazie all’enorme volume …
L’unità di misura di una grandezza fisica è definita come il riferimento rispetto al quale si fornisce la misura della grandezza oggetto di misurazione. Una grandezza fisica è la proprietà di un corpo che può essere espressa quantitativamente mediante un numero e un riferimento. In ogni branca della scienza bisogna sempre fornire l’unità di misura della grandezza fisica misurata da associare al …
Si definisce grandezza fisica quella quantità o entità con cui si descrivono le trasformazioni oppure i fenomeni suscettibili di misurazione. Possono essere di due tipi: scalari oppure vettoriali. Grandezze fisiche scalari e vettoriali Una grandezza scalare è una grandezza che viene descritta unicamente, dal punto di vista matematico, da uno “scalare”, cioè da un numero reale associato ad un’unità di misura …
L’acciaio è una lega composta principalmente da ferro e carbonio, quest’ultimo in percentuale non superiore al 2,11%: oltre tale limite, le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa. Con il termine acciaio si intende una famiglia di leghe ferrose, distinte in base al contenuto di carbonio (detto anche tenore di carbonio), che …
Una reazione chimica è un processo che porta alla trasformazione chimica di un insieme di sostanze chimiche in un altro. Classicamente, le reazioni chimiche comprendono cambiamenti che coinvolgono solo le posizioni degli elettroni nella formazione e nella rottura di legami chimici tra gli atomi, senza cambiamenti ai nuclei (nessun cambiamento agli elementi presenti), e possono …
Il concetto di entropia viene introdotto dal Secondo Principio della Termodinamica, dal quale è possibile evincere che l’entropia è una funzione di stato di un sistema termodinamico. Essendo una funzione di stato, i valori che essa assume non dipendono dalla natura delle trasformazioni con le quali si è giunti a quel determinato stato. È pertanto …
Il numero di Froude (Fr) è un numero adimensionale che mette in relazione la forza d’inerzia e la forza peso. Deve il suo nome a quello dell’ingegnere idrodinamico ed architetto navale inglese William Froude (1810 – 1879). Il numero di Froude ha un importante significato cinematico in quanto a seconda del valore che esso assume una corrente …
In termodinamica, la grandezza fisica entalpia (solitamente indicata con \(H\)) è una funzione di stato definita come la somma dell’energia interna \(U\) e del prodotto della pressione \(p\) per il volume \(V\): \[H = U+ pV\] In base a questa relazione, si deducono due importanti osservazioni a proposito dell’entalpia: la prima è che l’entalpia è una grandezza …
La conduzione (termica) è una delle tre modalità di trasmissione del calore; è un processo mediante il quale il calore fluisce da una regione a temperatura maggiore verso una regione a temperatura minore attraverso un solo mezzo (solido, liquido o aeriforme) o attraverso mezzi diversi posti a diretto contatto fisico. Nella conduzione, l’energia si trasmette …
Il calore (dal latino calor che deriva da calere cioè “essere caldo”) è una forma di energia trasferita da un corpo (o da un sistema) ad un altro di temperatura differente. Si tratta perciò di energia in transito e non è una entità contenuta nei corpi. In termodinamica può essere definita come la somma dell’energia …
Il numero di Prandtl è un numero adimensionale che esprime il rapporto tra la diffusività cinematica e la diffusività termica, per un fluidoviscoso. In altre parole permette di valutare l’ampiezza della zona di un fluido perturbata meccanicamente, rispetto alla zona perturbata termicamente e pertanto, comprendere l’importanza relativa tra l’influenza dell’azione meccanica rispetto a quella termica. Il numero …
Il numero di Grashof (Gr, da Franz Grashof) è un parametro adimensionale che a differenza del numero di Rayleigh, contiene informazioni di sola natura meccanica. Esso contrappone alla forza di galleggiamento gli effetti esclusivi della viscosità: \[Gr=\dfrac{F_g}{(F_v)^2}\] una volta che il moto si è innescato (Ra > 1708) per capire se il moto è laminare oppure turbolento (in …
La temperatura è una grandezza fisica intensiva, ciò significa che per essere definita concettualmente necessita di una valutazione in termini di effetti provocati da sue variazioni sul comportamento dei materiali. Infatti la temperatura viene valutata in funzione dell’energia cinetica media posseduta dagli atomi costituenti la materia, e descrive lo stato termodinamico dei sistemi in equilibrio. …
La densità misura la massa contenuta nell’unità di volume, ovvero rappresenta il rapporto tra la massa e l’unità di volume di una sostanza: \[\rho=\dfrac{m}{V}=\left[\dfrac{M}{L^3}\right]\] La densità di una sostanza è dipendente dalla temperatura e dalla pressione; nei gas, la densità è direttamente proporzionale alla pressione ed inversamente proporzionale alla temperatura, mentre nei solidi e nei liquidi, essendo sostanze (praticamente) incomprimibili la variazione della loro densità …
La convezione è un processo di trasporto di energia e materia, che avviene mediante l’azione combinata della conduzione, dell’accumulo di energia e del mescolamento. Si tratta del più importante meccanismo di scambio di energia termica tra una superficie solida ed un liquido o un gas (in generale, quindi, un fluido). In generale si può affermare …
La viscosità μ è quella proprietà della materia, che si riscontra particolarmente nei fenomeni di trasporto di un fluido, ossia allorquando le sue particelle incontrano resistenza nello scorrere le une rispetto alle altre. Alla viscosità solitamente si associa l’idea di dissipazione di energia meccanica o, meglio, di conversione di energia meccanica in calore. Dal punto di vista …
La diffusività termica \(\alpha\) è una caratteristica “interna” (o intrinseca) di un corpo materiale, che indica la rapidità nel seguire le variazioni di temperatura a fronte di una somministrazione di energia termica. È particolarmente utile per descrivere la propagazione di un campo termico in condizioni non stazionarie. Si calcola con la seguente espressione: \[\alpha =\dfrac{k}{\rho C_p}=\left[\dfrac{m^2}{s}\right]\] dove: \(k\) è la …
I fluidi costituiscono due dei tre principali stati di aggregazione della materia. Si definiscono fluidi tutti quei corpi materiali che, a causa della mobilità delle particelle che lo compongono, può subire delle grandi variazioni di forma sotto l’azione di forze di minima entità. In particolare, un fluido in quiete non oppone alcuna resistenza ai cambiamenti di forma. Classificazione dei …
Si definisce numero adimensionale (in certi casi sinonimo di parametro adimensionale) un numero (o parametro) privo di unità di misura, ossia, privo di dimensioni fisiche: ovvero un numero puro. In altre parole un numero adimensionale rappresenta il valore di una grandezza fisica priva di unità di misura allorquando essa è il risultato del rapporto tra …
Il numero di Rayleigh (Ra) è un parametro adimensionale che esprime la relazione tra tutte le azioni che contribuiscono positivamente al moto in un fluido (forza fluttuante) e tutto ciò che si oppone negativamente (viscosità e diffusività termica): \[Ra=\dfrac{F_g}{\mu\alpha}\] È, quindi, possibile capire se c’è moto, o no, in condizioni di convezione naturale; oppure se, …
