8. Energia
L’energia è definita come la
capacità di un sistema a
compiere un lavoro.
La fisica dell’alpinista
Federico Bernardin
sabato 4 dicembre 2010
9. Energia
L’energia è definita come la
capacità di un sistema a
compiere un lavoro.
Tra le varie forme di
energia, quelle importanti
per un alpinista sono
l’energia posizionale
(gravitazionale) e quella
cinetica
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10. Energia = Lavoro
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11. Energia = Lavoro
Il lavoro di strofinamento di una mano
contro l’altra, si trasforma in calore
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12. Energia = Lavoro
Il lavoro di strofinamento di una mano
contro l’altra, si trasforma in calore
il lavoro fatto dall’acqua nelle centrali
idroelettriche si trasforma in corrente
elettrica
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13. Energia = Lavoro
Il lavoro di strofinamento di una mano
contro l’altra, si trasforma in calore
il lavoro fatto dall’acqua nelle centrali
idroelettriche si trasforma in corrente
elettrica
In pratica ogni lavoro si trasforma in
energia e viceversa
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15. Energia di posizione
E=m×g×h
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16. Energia di posizione
50 m
30 m
E=m×g×h
12 m
0m
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17. Energia di posizione
50 m
30 m
E=m×g×h
12 m
0m E=0
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18. Energia di posizione
50 m
30 m
E=m×g×h
12 m E = m x 120
0m E=0
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19. Energia di posizione
50 m
30 m E = m x 300
E=m×g×h
12 m E = m x 120
0m E=0
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20. Energia di posizione
50 m E = m x 500
30 m E = m x 300
E=m×g×h
12 m E = m x 120
0m E=0
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21. Energia di posizione
50 m E = m x 500
più aumenta l’altezza più
aumenta l’energia associata con
l’oggetto che viene alzato
30 m E = m x 300
E=m×g×h
12 m E = m x 120
0m E=0
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22. Energia di posizione
50 m E = m x 500
più aumenta l’altezza più
aumenta l’energia associata con
l’oggetto che viene alzato
30 m E = m x 300
E=m×g×h
12 m E = m x 120 L’energia è il lavoro fatto per
alzare l’oggetto contro la forza
0m E=0 di gravità
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24. Energia cinetica
E = ½ m×v²
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25. Energia cinetica
E = ½ m×v²
v=2m/s
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26. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
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27. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
v=4m/s
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28. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
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29. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
v=10m/s
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30. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
E = m×50 v=10m/s
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31. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
E = m×50 v=10m/s
v=20m/s
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32. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
E = m×50 v=10m/s
E = m×200 v=20m/s
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33. Energia cinetica
E = m×2
E = ½ m×v²
v=2m/s
E = m×8 v=4m/s
E = m×50 v=10m/s
più aumenta la velocità più
aumenta l’energia associata al E = m×200 v=20m/s
movimento
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37. Attrito
Tramite la forza di attrito
l’energia indipendentemente
dalla sua forma viene
trasformata in calore e
deformazione
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44. Corda bloccata
La situazione a corda bloccata può
essere causata dalla presenza di un
nodo bloccante, oppure dalla corda
incastrata in qualche fessura.
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45. Corda bloccata
La situazione a corda bloccata può
essere causata dalla presenza di un
nodo bloccante, oppure dalla corda
incastrata in qualche fessura.
In queste situazioni quasi tutta
l’energia va a dissiparsi sulla corda
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46. Corda bloccata
La situazione a corda bloccata può
essere causata dalla presenza di un
nodo bloccante, oppure dalla corda
incastrata in qualche fessura.
In queste situazioni quasi tutta
l’energia va a dissiparsi sulla corda
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50. L’energia si trasforma
Energia di posizione
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51. L’energia si trasforma
Energia di posizione
Energia Cinetica
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52. L’energia si trasforma
Energia di posizione
Energia Cinetica
Deformazione corda
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53. forza di arresto
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54. forza di arresto
La forza di arresto è la forza con cui la
corda ci frena.
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55. forza di arresto
La forza di arresto è la forza con cui la
corda ci frena.
Più elevata è la forza di arresto più
alta è la deccelerazione che l’alpinista
subisce di conseguenza più gravi sono i
danni al suo corpo.
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56. fattore di caduta
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57. fattore di caduta
Energia di posizione
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58. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
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59. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
Capacità di assorbire energia
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60. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
Capacità di assorbire energia ∝ lunghezza della
corda
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61. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
Capacità di assorbire energia ∝ lunghezza della
corda
Fc =
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62. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
Capacità di assorbire energia ∝ lunghezza della
corda
lunghezza del volo
Fc =
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63. fattore di caduta
Energia di posizione ∝ Altezza di caduta
(lunghezza del volo)
Capacità di assorbire energia ∝ lunghezza della
corda
lunghezza del volo
Fc =
lunghezza della corda interessata nel volo
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66. Corda frenata
L’energia va quasi
tutta sul freno e si
dissipa per attrito in
calore
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67. Il freno è meglio
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68. Il freno è meglio
Il freno permette di ridurre
enormemente la forza di arresto.
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69. Il freno è meglio
Il freno permette di ridurre
enormemente la forza di arresto.
Il freno permette di applicare una
piccola forza in ingresso e di ottenere
una forza n volte più grande in uscita
(moltiplicatore).
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70. Catena di frenata
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71. Catena di frenata
L’alpinista cade e la
corda si tende
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72. Catena di frenata
L’alpinista cade e la
corda si tende
il freno entra in
funzione
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73. Catena di frenata
L’alpinista cade e la
corda si tende
il freno entra in
funzione
il nostro braccio
trattiene con una
certa forza
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74. Catena di frenata
L’alpinista cade e la
corda si tende
il freno entra in
funzione
il nostro braccio l’energia viene
trattiene con una dissipata nel freno
certa forza
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75. Catena di frenata
L’alpinista cade e la
corda si tende
l’alpinista viene
il freno entra in frenato in maniera
funzione non traumatica
il nostro braccio l’energia viene
trattiene con una dissipata nel freno
certa forza
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76. Con o senza rinvio
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77. Con o senza rinvio
Ciò che varia in una caduta frenata è
la quantità di energia da dissipare.
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78. Con o senza rinvio
Ciò che varia in una caduta frenata è
la quantità di energia da dissipare.
Senza rinvio tutta l’energia si dissipa
sul freno.
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79. Con o senza rinvio
Ciò che varia in una caduta frenata è
la quantità di energia da dissipare.
Senza rinvio tutta l’energia si dissipa
sul freno.
Con rinvio, invece, si introduce un
secondo punto di attrito e quindi di
dissipazione di energia.
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80. Dissipazione di energia
45% sosta
31% rinvio
19% corda
5% mano
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81. Dissipazione di energia
Senza rinvio Con rinvio
80
45% sosta
31% rinvio
19% corda
Energia nel freno (%)
5% mano
60
40
20
0
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82. Dissipazione di energia
Senza rinvio Con rinvio Freno Rinvio
mano corda
80 100%
45% sosta
31% rinvio
19% corda
Energia nel freno (%)
5% mano
60 75%
Energia dissipata
40 50%
20 25%
0
0%
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sabato 4 dicembre 2010
83. Perchè mettere il rinvio
La fisica dell’alpinista
Federico Bernardin
sabato 4 dicembre 2010
84. Perchè mettere il rinvio
Riducendo l’energia da dissipare in
sosta, meno corda dovrà scorrere nel
freno, l’alpinista sarà in grado di
trattenere più facilmente la caduta.
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Federico Bernardin
sabato 4 dicembre 2010
85. Perchè mettere il rinvio
Riducendo l’energia da dissipare in
sosta, meno corda dovrà scorrere nel
freno, l’alpinista sarà in grado di
trattenere più facilmente la caduta.
In torre con una caduta superiore ai
3m senza rinvio con mezzo barcaiolo
non si riesce a trattenere.
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87. Riassunto
Cerchiamo di evitare il
caso corda bloccata
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88. Riassunto
Cerchiamo di evitare il Il freno salva la vita,
caso corda bloccata usiamolo correttamente
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89. Riassunto
Cerchiamo di evitare il Il freno salva la vita,
caso corda bloccata usiamolo correttamente
Mettiamo il rinvio il
prima possibile
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sabato 4 dicembre 2010
