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Dubbio matematico inerente la fisica del contatto.

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[1] Dubbio matematico inerente la fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentexeletro91 » 9 giu 2016, 23:46

Come sappiamo la superficie reale di contatto Ar tra due corpi è minore dell'area geometrica (apparente, o macroscopica) a causa del fatto che sono presenti sempre asperità tra le superfici dei due corpi che limitano il contatto a delle "areole" Ai seppur piccole, ma di dimensione finita. quindi l'area reale di contatto sarà data dalla sommatoria (e non dall'integrale)

A_r = \sum A_i.

Mentre non ci sono problemi per quanto riguarda l'area geometrica, essendo questa un sistema continuo di cui è quindi possibile esprimere il differenziale dAg, mi chiedo se sia possibile esprimerlo anche per l'area reale Ar cioè un dAr. Io sto studiando su due dispense differenti e su una di queste vi è scritta l'espressione esplicita dell'area reale con una sommatoria mentre sulla seconda non vi è questa espressione e anzi introduce questo differenziale per l'area reale affermando inoltre che il dAr < dAg. Mi chiedo se quest'ultima dispensa considera l'area reale comunque come un sistema continuo perché a mio dire matematicamente parlando non so se sia possibile esprimere un differenziale per un sistema non continuo.
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[2] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 10 giu 2016, 0:03

Interessante. Se posti o metti un link alla dispensa forse è più utile anche per capire il problema (almeno per me a quest'ora). :D
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[3] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentexeletro91 » 10 giu 2016, 0:30

Si queste sono dispense e libro su cui sto studiando:
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[4] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 10 giu 2016, 1:00

Dunque, tieni conto che non studio meccanica ma la rappresentazione del problema, da quanto capisco, è questa:



dove i puntini rapppresentano i punti di contatto dovuti alle rugosità delle superfici.

xeletro91 ha scritto:Mi chiedo se quest'ultima dispensa considera l'area reale comunque come un sistema continuo

La seconda, quella della foto del libro (o dispensa) considera l'area reale come un sistema discreto, infatti, considerando:

A_r = \sum A_i

dove A_i è l'area di ciascun punto disegnato qui sopra.

xeletro91 ha scritto:matematicamente parlando non so se sia possibile esprimere un differenziale per un sistema non continuo

Si considerano gli intervalli infinitamente piccoli per approssimare al meglio una funzione continua (o sistema continuo).

Spero di non averti incasinato ancora di più le idee.

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[5] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentexeletro91 » 10 giu 2016, 10:28

Spero di non averti incasinato ancora di più le idee.


Assolutamente no anzi mi hai schiarito non poco le idee

Si considerano gli intervalli infinitamente piccoli per approssimare al meglio una funzione continua (o sistema continuo).


Quindi per approssimare Ar ad una funzione continua si considerano gli intervalli vuoti (in cui i due corpi non sono a contatto) infinitamente piccoli così da poterli trascurare, ed anche io avevo pensato ad una cosa del genere però se suppongo ciò non c'è rischio che l'area Ar, a seguito di questa approssimazione diventi uguale all'area geometrica?
Evidentemente no perché la dispensa poi afferma che il differenziale dAr<dAg...
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[6] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentexeletro91 » 10 giu 2016, 13:02

Cioè forse in realtà quando il testo pone A_r = \sum A_i intende dire che A_r è somma di tante aree non punti formi ma di dimensione finita in modo tale che è possibile ammettere un differenziale dA_r, però anche con questo ragionamento non capisco perché poi ponga dA_r < dA_g, è chiaro che l'area reale di contatto è minore di quella geometrica, ma non mi è chiaro perché anche i loro differenziali devono essere di dimensione diversa.
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[7] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 10 giu 2016, 13:30

xeletro91 ha scritto:ma non mi è chiaro perché anche i loro differenziali devono essere di dimensione diversa.

Uh, anche i miei professori nei loro testi usano il termine 'differenziale' (che fa molto elettrotecnico), io preferisco chiamarla variazione. In questo caso variazione dell'area reale: \mathrm dA_r e ideale continua \mathrm dA_g, ma comunque è un parere personale.

Prendi come esempio questo disegno:



che rappresenta le superfici di contatto. Prova ad immaginarti ciascuna area che cambia forma, perché le superfici si strofinano.. La superficie rugosa avrá sempre una variazione inferiore alla superficie di contatto continua.

Almeno, io la vedo cosi.
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[8] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentexeletro91 » 10 giu 2016, 15:36

Tralasciando per un momento ciò, quando il mio testo pone A_r = \sum A_i la dimensione dei vari A_i è puntiforme oppure finita?
Secondo me sono di dimensione finita cosicché posso definire dA_r = dA_i. Se fosse puntiforme come hai supposto tu dal tuo disegno si ha che in un area elementare dA_g vi sono vari A_i cioè vari punti di contatto i cui intervalli di separazione tra questi se trascurabili (come hai supposto tu prima) mi porterebbe a dire che A_r è continua però mi porterebbe pure a scrivere che dA_r = dA_g e nondA_r < dA_g, non so se mi sono spiegato.
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[9] Re: Dubbio matematico inerente alla fisica del contatto.

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 11 giu 2016, 12:36

Direi che le aree A_i sono finite.

Quando ho scritto:
simo85 ha scritto:Si considerano gli intervalli infinitamente piccoli per approssimare al meglio una funzione continua (o sistema continuo).

mi riferivo a


ma penso che questo ti era chiaro.. :mrgreen:

Comunque nella rappresentazione di prima, penso sia meglio rappresentare la variazione di A_r come \Delta A_r e non \mathrm d A_r.

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