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ùrto

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Lessico

sm. [sec. XV; da urtare].

1) Azione dell'urtare; colpo più o meno violento tra due corpi, di cui almeno uno in movimento: dare un urto a qualcuno; l'urto dell'auto contro l'albero è stato violento; entrare in urto, riferito a veicoli, navi e simili, scontrarsi.

2) In fisica, interazione di due corpi che si verifica in un tempo brevissimo in cui subiscono una brusca variazione delle caratteristiche di moto senza che si abbia una sensibile variazione delle posizioni.

3) In meccanica, onda d'urto, propagazione, attraverso un mezzo fluido, di uno strato ideale assai sottile nel quale le grandezze termodinamiche e fluidodinamiche caratteristiche del fluido (pressione, densità, temperatura, velocità) subiscono una variazione assai brusca. Come per le onde meccaniche di altro tipo non esiste movimento materiale di particelle; ciò che si propaga a una data velocità è la superficie di discontinuità nel senso geometrico. Il bang sonico dovuto al passaggio del muro del suono da parte di aerei è dovuto a un'onda d'urto.

4) Nella tecnica, prova all'urto, prova distruttiva nella quale si sottopone un provino di forma e dimensioni opportune a una sollecitazione d'urto, che può essere di trazione, di flessione, di torsione, di compressione o composita. La forma dei provini è in generale a sezione geometrica semplice, ma può talvolta riprodurre, in scala ridotta o in dimensioni reali, il pezzo o la struttura da provare (v. anche resistenza).

5) Nelle costruzioni automobilistiche, le prove d'urto sono svolte dalle aziende costruttrici sui modelli di nuova produzione per controllare il rispetto delle specifiche di legge sulla sicurezza passiva offerta dal veicolo agli occupanti, per cui vengono regolamentate da norme di esecuzione standardizzate.

6) In medicina, dose urto, dose molto elevata di un farmaco usata per conseguire risultati più rapidi.

7) Assalto o scontro di forze militari. In particolare, l'insieme delle operazioni (sostenute da fuoco e manovra) che caratterizzano la fase risolutiva di un combattimento. Fig., contrasto, dissenso: urto di idee, di interessi; essere, mettersi in urto con qualcuno; prendere qualcuno in urto, avere qualcuno in antipatia.

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I danni provocati da urto di navi e aeromobili sono a carico del responsabile o di entrambi i collidenti se la colpa è comune; se l'urto è dovuto a causa di forza maggiore chi ha subito il danno non ha diritto al risarcimento.

Fisica

Nella meccanica classica, due corpi si urtano quando essi vengono a contatto e hanno nei punti della superficie di contatto componenti della velocità, perpendicolari a tale superficie, diverse tra loro; secondo una visione più generale, in fisica quantistica, l'urto è un evento che si realizza quando due particelle (o due sistemi di particelle) si avvicinano l'una all'altra, tanto che la interazione dei loro campi provoca uno scambio di quantità di moti e di energia, senza che le particelle siano necessariamente venute in contatto. Nella meccanica classica lo scopo fondamentale della teoria dell'urto è di determinare il moto del sistema dopo l'urto quando sia noto il moto nel tempo precedente. Le forze che agiscono sui corpi durante l'urto sono dette forze impulsive, o percosse, e il moto da esse determinato viene detto moto impulsivo. L'urto è centrale quando la normale comune alla superficie dei due corpi nel punto P di contatto contiene i due baricentri; l'urto di due sfere omogenee è necessariamente centrale. Si abbiano due sferette omogenee di massa m₁ e m₂ che procedano con velocità v₁ e v₂ lungo la retta che congiunge i rispettivi centri; supponiamo che diano luogo a un urto elastico, in cui cioè l'energia cinetica totale prima dell'urto sia uguale all'energia cinetica totale dopo l'urto (se tale ipotesi non fosse verificata si avrebbe un urto anelastico, in cui parte dell'energia cinetica totale viene spesa per deformare permanentemente almeno uno dei due corpi urtantisi). Per calcolare le velocità V₁ e V₂ delle due sferette dopo l'urto, non interessano le modalità con cui le sferette interagiscono, ma basta imporre che vengano rispettati i principi di conservazione dell'energia e della quantità di moto:

Si ricava:

Nel caso particolare in cui m₁=m₂ si avrà V₁=v₂ e V₂=v₁, cioè le due sferette si scambiano la velocità, per cui, se una inizialmente è ferma, dopo l'urto avrà la velocità dell'altra, la quale invece dopo l'urto sarà ferma. Se consideriamo l'urto elastico di una sferetta lanciata perpendicolarmente contro una parete ferma e immaginiamo la parete come una sfera di raggio e massa infinitamente grande, indicando con m₁ la massa della pallina e con v₁ e V₂ le sue velocità rispettivamente prima e dopo l'urto, le equazioni dell'urto diventano:

poiché m₁ è trascurabile rispetto a m₂ (infinitamente grande); in ultima analisi si ha: V₁=-v₁ e V₂=0, cioè dopo l'urto la velocità della pallina è uguale e opposta a quella di prima. Nel caso dell'urto elastico di una sferetta di massa m lanciata con un'inclinazione α (angolo di incidenza) contro una parete ferma e liscia, riferendosi al piano individuato dalla velocità iniziale v della sferetta e dalla normale n alla parete nel punto di impatto, la velocità V della sferetta dopo l'urto giace in tale piano, ha lo stesso modulo di v e individua con n un angolo β (angolo di riflessione) uguale ad α. La teoria dell'urto è molto più importante nella fisica quantitistica che nella meccanica classica poiché dà preziose informazioni sulle interazioni tra particelle; la maggior parte delle nostre informazioni sulla dinamica atomica e subatomica provengono da processi d'urto ottenuti dirigendo un fascio di particelle contro un frammento di materia e analizzandolo dopo che ha subito una deviazione (scattering) dalla direzione d'incidenza. Per indicare un urto in cui le particelle finali sono uguali a quelle iniziali si usa spesso il termine diffusione. Durante le esperienze di laboratorio sugli urti, si conosce in genere in modo esatto il moto delle particelle prima dell'interazione. Dall'analisi dello stato finale si ottengono preziose informazioni sulle forze che agiscono fra le particelle e ne determinano le trasformazioni; per questo motivo gli esperimenti di collisione sono di primario interesse per i fisici. Nell'urto entrano in gioco solo forze interne al sistema in interazione; si conservano allora sia la quantità di moto sia l'energia totale, cioè:

, dove le p sono le quantità di moto prima dell'urto e le le quantità di moto dopo l'urto. L'energia potenziale interna dopo l'urto può differire da quella iniziale a causa di possibili riassestamenti interni degli enti interagenti; analogamente, le masse non sono necessariamente costanti. Per esempio, quando un deutone (neutrone+protone) passa vicino a un nucleo può perdere il proprio neutrone perché questo è catturato dal nucleo bersaglio, cosicché le particelle finali saranno il protone, residuo del deutone, e un nucleo con un neutrone in più. Il principio di conservazione dell'energia diventa ove

è l'energia cinetica prima dell'urto,

è l'energia cinetica dopo l'urto, Ep₁₂ è l'energia potenziale prima dell'urto e è l'energia potenziale dopo l'urto. Gli urti si differenziano essenzialmente in 3 tipi in base al valore della quantità Q definita da:

e precisamente quando Q=0 l'urto si dice elastico, quando Q<0 l'urto si dice anelastico del primo tipo, o endotermico, quando Q>0 l'urto si dice anelastico del secondo tipo, o esotermico. La relazione che esprime il principio di conservazione dell'energia diviene:

In fisica nucleare la probabilità che avvenga un urto fra particelle (siano esse particelle elementari o nuclei) è espressa da una quantità a essa proporzionale, detta sezione d'urto, che è misurata in unità di area e può essere interpretata come l'area che una delle particelle interagenti offre all'altra per l'avverarsi del processo di interazione. Quando l'interazione può produrre più stati finali diversi (cioè avviene secondo canali diversi), si definiscono sezioni d'urto parziali per ciascuna configurazione finale; la probabilità totale d'interazione, essendo la somma delle probabilità parziali, è descritta dalla sezione d'urto totale, somma delle sezioni d'urto dei singoli canali. Così, per esempio, se interessa la distinzione fra collisioni elastiche e anelastiche, si introdurranno due sezioni d'urto, quella elastica e quella anelastica. Per visualizzare la definizione di sezione d'urto è opportuno distinguere fra le particelle interagenti, il proiettile e il bersaglio. Immaginato il proiettile puntiforme, si associa a ciascuna particella bersaglio un'area circolare di raggio R tale che avvenga un'interazione del tipo urto ogni volta che la particella proiettile l'attraversa. Tale area è solo indirettamente connessa con le dimensioni effettive delle particelle (ammesso che siano definibili effettivamente) e dipende dall'energia a disposizione della reazione. Quest'area è detta sezione d'urto per l'interazione esaminata ed è indicata con δ. Pertanto δ=πR²cm². Durante esperienze di laboratorio, le collisioni sono ottenute inviando un fascio collimato di particelle, di caratteristiche note, contro un bersaglio costituito da molte particelle, per esempio uno strato solido o il liquido di riempimento di una camera a bolle. Colleghiamo la δ alle grandezze che caratterizzano macroscopicamente il fascio incidente e il bersaglio, limitandoci al caso in cui questo sia costituito da una sottile lamina di materiale di area A contenente NB particelle bersaglio. Una particella proiettile, attraversando la lamina normalmente alla sua superficie, ha una probabilità di collidere con un nucleo bersaglio, nell'ipotesi che i nuclei non si schermino a vicenda. Se N è il numero di nuclei bersaglio per unità di superficie ed s è lo spessore della lamina, rappresenta la densità superficiale di nuclei bersaglio. Per un fascio incidente contenente n particelle per centimetro cubo, il moto con velocità v, il numero di particelle che attraversano la lamina per centimetro quadrato di area e per secondo è nv. La velocità di collisione può essere espressa in urto per centimetro quadrato e per secondo . La quantità nv, che costituisce il numero di particelle del fascio incidente che investe ogni secondo un centimetro quadrato di area del bersaglio, disposto perpendicolarmente alla traiettoria del fascio, è detta flusso di particelle. La δ è quindi il numero di urti per unità di volume, per secondo, per unità di flusso incidente e per densità unitaria di nuclei. Al prodotto =μ è dato il nome di coefficiente di assorbimento e il suo reciproco è il libero cammino medio delle particelle del fascio incidente nel bersaglio. Nel caso in cui il bersaglio non sia trattabile come una lamina sottile, si considera l'espressione dI=-IδNdx, dove I corrisponde a nv, dI è la variazione del flusso di particelle proiettili dovuto agli urti, dx è lo spessore in cui si verifica la variazione dI. Sempre nell'ipotesi che δ sia costante, integrando si ottiene Ix=I0 e -x, dove I0 è l'intensità del fascio incidente. Il rapporto I(x)/I0 e -x, è detto attenuazione. Non tutte le radiazioni si attenuano in accordo con l'espressione data: quando δ non è costante non si può parlare di coefficiente di assorbimento. È spesso importante analizzare anche la distribuzione delle direzioni in cui le particelle sono deviate dall'urto. A tale scopo si definisce la sezione d'urto differenziale nella direzione (ϑ, φ) considerando il numero di particelle deviate nell'angolo solido infinitesimo dω intorno alla direzione (ϑ, φ). Precisamente:

Nel caso di urto anelastico si possono selezionare le particelle in base all'energia, definendo una sezione d'urto differenziale per intervalli d'energia dE: dI (nell'intervallo dE) .

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