Tesina I.I.S.S. Meccanica, Prove svolte di Maturità di Meccanica
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Tesina I.I.S.S. Meccanica, Prove svolte di Maturità di Meccanica

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Tesina per scuola superiore, con indirizzo meccanica, tesina che perla dell’evoluzione di Mercedes a partire dagli albori. Con questa tesina sono riuscito a prendere un bel 27 all’orale.
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Mauro Marino 5^Am a.s. 2017/2018

Mercedes-Benz è un marchio che nasce nel 1926 dopo la fusione della Daimler con Benz; ovviamente entrambe le aziende erano produttrici di motori ed autovetture complete. Le Mercedes-Benz sono famose in tutto il mondo come auto facilmente distinte dallo stemma presente sul cofano motore delle vetture, che rappresenta la stella a tre punte, segno distintivo della Daimler, circondata dalla corona d'alloro della Benz e dalle parole Mercedes- Benz sempre sulla corona esterna. L'origine di questa stella viene da una cartolina dove Daimler aveva disegnato una stella a 3 punte che rappresentava la capacità di utilizzo del suo motore per terra, aria e mare. Due sono stati i primi modelli ad esordire direttamente con il marchio Mercedes-Benz, senza provenire dalle passate produzioni dei due marchi costituenti. Il primo di questi due modelli fu denominato 8/38 PS, mentre il secondo, che avrebbe sostituito il primo, avrebbe preso il nome di Typ 200 Stuttgart; l'unica differenza tra le due è che nel secondo modello furono introdotte nuove sospensioni. La prima crisi che subì Mercedes-Benz si verificò nel 1929 con il crollo della borsa di Wall Street. Storia; Dopo la Grande Guerra gli Stati Uniti conobbero un periodo di grande prosperità e progresso socio-economico trainato soprattutto dal settore automobilistico che, a sua volta, trascinò con sé altri settori connessi e non, come l'industria metallurgica, della gomma, il settore petrolifero, dei trasporti ed edile. Con il termine "Grande Depressione" si indica la crisi economica mondiale che fu innescata dal crollo della Borsa di Wall Street a New York nell’ottobre del 1929 e che si protrasse durante gli anni Trenta. Le cause della crisi sono molteplici. Nel 1927, nel corso di un periodo caratterizzato da forti investimenti all’estero e da un’economia in continua crescita, i finanzieri di Wall Street iniziarono ad acquistare azioni in borsa provocando un aumento dei prezzi che spinse molta gente ad investire i propri capitali in borsa. Ci furono persone che impegnarono tutti i propri risparmi. Ad un certo punto però si è cominciò a diffondere il timore che questa crescita inaspettata sarebbe presto cessata. La Federal Riserve Bank, la banca centrale statunitense, suggerì alle banche di non cedere denaro in prestito per gli investimenti in borsa. Le banche iniziarono ad esigere la restituzione dei prestiti esteri, mentre un numero sempre maggiore di persone iniziò a ritirare i propri depositi, provocando il collasso di molti istituti di credito. Lamancanza di liquidità portò ad una drastica riduzione degli investimenti nell’industria e della domanda di prodotti industriali e agricoli. La vendita delle azioni aumentò ed il 23 ottobre 1929 più di sei milioni di azioni furono negoziate a prezzi bassissimi. Il giorno seguente, chiamato “giovedì nero”, ne furono negoziate più del doppio. Ed il “martedì nero”, il 29, si verificò il crollo della borsa: il prezzo delle azioni di numerose imprese di grandi dimensioni, come la General Electric, precipitò, più di sedici milioni di azioni furono negoziate e il loro valore diminuì di altri dieci miliardi di dollari.

La crisi causò una disoccupazione di massa senza precedenti: 14 milioni di disoccupati negli Stati Uniti, 6 in Germania, 3 in Gran Bretagna, mentre in Italia dalle 300.000 unità nel 1929 si passò al milione di disoccupati nel 1933. Ovunque peggiorò il tenore di vita. In Gran Bretagna, fino alla metà degli anni Trenta, circa un quinto della popolazione aveva un reddito inferiore al minimo vitale. Nelle zone più depresse del paese questo dette origine alle cosiddette “marce contro la fame”, come ad esempio il corteo di disoccupati che nel 1934 ha sfilò da Jarrow a Londra. Negli anni 1930/31 la crisi economica negli Usa peggiorò ulteriormente. I programmi anticrisi del presidente repubblicano Hoover si rivelarono un fallimento facendo crollare i consensi nei confronti del Partito Repubblicano. Nel 1932 fu stato eletto alla presidenza il democratico Franklin Delano Roosevelt, che ha lanciò il cosiddetto “New Deal”, una serie di misure volte a risanare l’economia e la società degli Usa, travolte dalla crisi. Roosevelt era un convinto sostenitore del “welfare state”, uno stato che interviene per garantire a tutti i cittadini l’accesso ai beni indispensabili (casa, salute, istruzione, livello minimo di reddito). Roosevelt ha promosso una grande quantità di lavori pubblici per ridurre la disoccupazione (strade, ponti, centrali elettriche per fornire energia elettrica a costi più bassi rispetto alle compagnie private). Lo stato inoltre indennizzava gli agricoltori, pagandoli per non produrre, per sostenere i prezzi dei beni di consumo. Roosevelt, attuando una scelta rivoluzionaria e coraggiosa, abbandonò la politica della deflazione per favorire un’inflazione controllata: mise denaro in circolazione per cercare di aumentare i consumi e contemporaneamente ha svalutato il dollaro. Roosevelt inoltre difese i salari minimi e i contratti di lavoro, favorendo l’azione dei sindacati e la riduzione dell’orario di lavoro. Nel 1936, forte dei consensi degli operai e dei sindacati, fu rieletto presidente. La crisi man mano si avviava a essere superata: nel 1938 partirono enormi stanziamenti governativi per l’aumento della produzione bellica. E con lo scoppio della guerra, la crisi verrà definitivamente superata. Italiano; Aron Hector Schmitz (Italo Svevo è uno pseudonimo letterario) nacque il 19 dicembre 1861 a Trieste, da un’agiata famiglia borghese. Il padre, Francesco commerciante in vetrami, e la madre Allegra Moravia anche lei di origine ebraica. Gli studi del ragazzo furono indirizzati dal padre verso la carriera commerciale. Nel 1873, con i fratelli Adolfo ed Elio, Ettore fu mandato in collegio in Germania, dove studiò materie utili per quel tipo di mestiere e si impadronì perfettamente del tedesco. Contemporaneamente si dedicò anche ad appassionanti letture di scrittori tedeschi. Nel 1880, in seguito ad un investimento industriale sbagliato, il padre fallì: Svevo così conobbe l'esperienza della declassazione, passando dall'agio borghese ad una condizione di ristrettezza. Fu costretto così a cercar lavoro e si impiegò presso la filiale triestina della Banca Union di Vienna. Il lavoro trovato però, lo stressava molto, di conseguenza cercò un’evasione nella letteratura, frequentando assiduamente la biblioteca civica, leggendo i classici italiani e i grandi narratori francesi dell'Ottocento. Nell'1895 morì la

madre, a cui lo scrittore era molto legato. Un anno dopo si sposò con una cugina, molto più giovane di lui, Livia Veneziani, da cui nacque la figlia Letizia. I Veneziani erano una famiglia importante dal punto di vista sociale di conseguenza questo per lui fu un salto di classe sociale. Il desiderio di scrivere però non si fermò e lui non aspettava altro che un’occasione per tornare a farlo. Incontrò Joyce, dal quale prese lezioni di inglese e sottopose le sue poesie; avvenne anche l'incontro con la psicanalisi nel 1910: il cognato aveva sostenuto una terapia a Vienna con Freud, e questo fu il tramite attraverso cui Svevo venne a conoscenza delle teorie psicoanalitiche. Ebbe successo soprattutto in Francia, in Italia ottenne successo grazie Montale. Schopenhauer, Nietzsche, Darwin furono per lui molto importanti per le nozioni di filosofia, arricchita da aperture verso le scienze. Per lungo tempo la critica aveva sostenuto che Svevo “scrive

male”. Effettivamente la sua prosa è lontana dal “Bello scrivere'' della tradizione letteraria italiana. La lingua parlata dallo scrittore era il dialetto triestino quindi per lui era difficile trovare vocaboli italiani appropriati. Muore a causa delle ferite dovute ad un incidente d'auto. Per quanto riguarda la psicoanalisi utilizzata come terapia, Svevo non pensava che questa potesse “curare” il malato ma bensì la vedeva come uno strumento conoscitivo capace di indagare più a fondo la realtà psichica e di conseguenza come strumento narrativo.

In “Una vita” racconta di Alfonso Nitti, un inetto impiegato di banca, trasferitosi a Trieste dalla provincia, che non riesce ad adattarsi alla vita della città, al suo lavoro e neppure all’amore di Annetta Maller, figlia del suo direttore. Così, preso dall’angoscia, decide di togliersi la vita e si uccide col gas. Qui l’attenzione dello scrittore è rivolta all’analisi psicologica del protagonista. Alfonso, inaugura il personaggio dell'inetto. L'inettitudine è sostanzialmente una debolezza, un'insicurezza psicologica, che rende l'eroe “incapace alla vita” costruendosi così un'immagine fittizia di se stesso, un immagine consolatoria. “La coscienza di Zeno” è il capolavoro dello scrittore. C’è nel romanzo tutto il travaglio interiore del personaggio: Zeno Cosini, un ricco

commerciante di Trieste in pensione, che è indotto dal suo medico psicanalista, al quale si è rivolto con lo scopo di comprendere meglio se stesso, per guarire dall’incapacità di agire. La malattia di cui soffre Zeno è la stessa di cui soffrono i personaggi degli altri due romanzi, che non riescono ad adattarsi al mondo esterno. Zeno è il rappresentante perfetto dell’inetto di Svevo. L’inetto Zeno è un uomo eternamente indeciso, incapace di prendere in mano le situazioni. Zeno è inadeguato a vivere nel mondo borghese di cui fa parte, si sente a disagio e prova un continuo senso d'inferiorità. Egli insegue sempre una felicità che si dimostra illusoria e irrealizzabile ed è tormentato da un eccesso di coscienza, cioè dal voler sempre analizzare le cose della vita e svelarne le falsità e gli inganni, su cui si basa la vita borghese. Tuttavia Zeno non riesce a sottrarsi a quei valori borghesi che capisce essere falsi e continua a vivere in questa contraddizione. L’elemento più importante de La coscienza di Zeno è il suo protagonista, Zeno Cosini, intorno al quale Svevo raggruppa tutti i temi della sua letteratura. Analizzare Zeno significa capire la scrittura di Svevo. Meccanica; Per sospensione di un veicolo si intende l'insieme dei componenti che collegano le ruote e quanto ad esse connesso, dette massenon sospese, al telaio del veicolo, ovvero la carrozzeria

e tutte le parti meccaniche in essa contenute, che appoggiando sugli elementi elastici della sospensione vengono definite massa sospesa. Mercedes-Benz propone oggi tre tipi di sospensioni automatiche a controllo elettronico, due sono di tipo attivo (Air Body Control e Active Body Control) e una è di tipo adattivo (Dynamic Body Control).

L’Air Body Control, è un tipo di assetto attivo composto da sospensioni pneumatiche a più camere con regolazione dello smorzamento a comando elettronico. Questo tipo di configurazione permette una continua regolazione della rigidezza della sospensione così da garantire il massimo comfort. Sia all’anteriore che al posteriore della vettura, al posto del classico sistema molla, troviamo un pistone pneumatico contenente aria che funge sia da molla che da ammortizzatore. Questo pistone a controllo elettronico presenta al suo interno ben tre diverse camere d’aria che possono essere attivate o disattivate mediante l’utilizzo di elettrovalvole che ne regolano l’utilizzo in base alle necessità. All’interno delle camere di ciascun ammortizzatore viene iniettata, infatti, aria compressa tramite un compressore azionato da un motore elettrico. Variando continuamente il quantitativo di aria immesso nelle camere e il numero di camere utilizzate, si riescono ad ottenere differenti gradi di rigidezza e di smorzamento senza dover sostituire alcun minimo componente meccanico della sospensione; il tutto avviene in 60 millisecondi.

L’Active Body Control è un sistema simile all’Air Body Control ma al posto dell’aria compressa sfrutta l’olio come fluido di lavoro. Troviamo quindi il classico cilindro pneumatico ad olio regolato elettronicamente ma non vi è traccia della classica molla a spirale. Si riesce quindi ad ottenere una regolazione identica a quella ottenuta con la sospensione Air Body Control ma

che garantisce infinite regolazioni di smorzamento e rigidezza ed un pieno controllo nell’altezza da terra del veicolo così da ridurre al minimo i movimenti verticali della cassa. Il controller elettronico monitora costantemente l’azione delle sospensioni attive tramite dei servomeccanismi idraulici installati direttamente sulla sospensione. La pressione idraulica in questi servomeccanismi viene garantita da una pompa idraulica ad alta pressione a pistoni radiali. Un totale di ben 13 sensori, distribuiti su tutte e quattro le ruote, monitorano continuamente il movimento della cassa e l’altezza da terra del veicolo aggiornando il controller ABC con i nuovi dati ogni 10 millisecondi.

Il Dynamic Body Control è la soluzione meno costosa e meno raffinata ma non per questo meno efficace. Si tratta comunque di un tipo di sospensione adattiva e quindi nettamente superiore alla classica sospensione passiva. In questo caso troviamo la classica molla a spirale e il classico ammortizzatore ad olio controllato elettronicamente. Trattandosi di un sistema di sospensioni adattive consente infinite regolazioni per quanto concerne il valore di smorzamento dell’ammortizzatore ma non permette di variare la caratteristica di rigidezza della molla in quanto si utilizza sempre la stessa molla a spirale. Il sistema si basa quindi su quattro pistoni dotati di elettrovalvole, una per ogni ammortizzatore, a regolazione elettronica. A differenza del sistema Active Body Control, il sistema Dymanic Body Control non è supportato da una pompa idraulica ad alta pressione a pistoni radiali. Per questo motivo, adottando questo tipo di sospensioni, non è possibile regolare o variare continuamente l’altezza da terra del veicolo in quanto non è possibile iniettare ulteriore olio all’interno dei pistoni. Inglese; Henry Ford was born on a farm in Detroit in America, and as a boy he enjoyed working on farm machinery. He built his first car in 1896, and soon started to go in for motor racing to make his cars well known. He was one of the first of the carmakers to send trained mechanics to live in various parts of America, so that his cars could be mended when necessary. In those days, horses did most of the work on farms and in carting goods about. Henry Ford wanted everyone who had a horse to be able to replace it with a car; now of course it's only the wealthier people who have horses! Building a complicated machine like a motorcar is a difficult job. Originally it was done by a few skilful man who put it all together, bit by bit. It makes their work rather boring, but at least they can afford to buy the car they are making, or one like it, which they couldn't have done before. This idea was first used in Britan in 1833 in a factory for making ship's biscuits. It was also used for making railway wagons, but it was Henry Ford in America who really introduced the idea to the world. He wanted to make motorcars so cheap that ordinary people could afford them.

By 1915 Ford was producing 1000 cars a week, when many manufacturers in Europe were producing about 1000 a year. Eventually 15 million Model T Fords were produced.Such high rates of production meant the development of all sorts of special machines for making the required parts- gear wheel cutters, presses for ahaping body parts, drills for making many holes at once, and welding machines.The parts were produced on a line of automatic machines, each

of which performed just a few operations. By 1950, the process of tranferring the parts from one machine to the next had itself become automatic in some factories; 100 machines in line could perform 500 operations on engine parts. Only one man was required to load the first machine, and two to change the cutting tools when they became worn.

Disegno, Progettazione ed Organizzazione industriale (DPO); La quarta rivoluzione industriale cambia la qualità; essa è l'insieme delle caratteristiche di un prodotto, di un processo, o di un servizio che conferiscono al prodotto stesso la capacità di soddisfare le esigenze implicite o esplicite del cliente. La qualità non è legata solo al prodotto ma interessa tutta la gestione dell’azienda. Il sistema di gestione per la qualità si basa sui seguenti obiettivi: • definizione della politica della qualità, ovvero stabilire gli indirizzi di base per la gestione della qualità; • pianificazione della qualità, cioè tradurre gli obiettivi aziendali in obiettivi prestazionali dei processi aziendali; • assicurazione della qualità, ovvero definire i documenti relativi alle modalità e alle responsabilità relativi alla gestione della qualità; • controllo sistematico della qualità, cioè attuare processi di monitoraggio, di misurazione e di controllo della conformità del sistema di gestione della qualità; • miglioramento continuo della qualità, attraverso un insieme di attività finalizzate a generare un graduale miglioramento dei processi per far crescere la probabilità di soddisfare il cliente; • innovazione dei processi e dei prodotti, avviene attraverso procedure pratiche delle idee.

Tre secoli fa la prima automazione delle dinamiche di produzione fu introdotta dalla energia dell’acqua e del vapore e cambiò il mondo per sempre.

Si dovette attendere non più di un secolo perché l’elettricità rivoluzionasse nuovamente il modo di concepire le fabbriche e la divisione del lavoro grazie alle più veloci attività produttive, mentre l’Information Technology diede vita alla terza grande trasformazione dell’industria a partire dagli anni ’70 del ventesimo secolo tramite l’introduzione dell’elettronica. La quarta rivoluzione industriale fa tesoro delle innovazioni precedenti e le contiene tutte, muovendo i propri passi dall’introduzione massiva di Internet nella vita quotidiana di tutti a partire dall’inizio del ventunesimo secolo. I cambiamenti indotti dal fenomeno della connettività diffusa sono ancora in atto e generano nuovi fenomeni ogni giorno. Quello che è importante per chi si occupa di Qualità è la definizione di Industria 4.0, secondo la quale il termine introdurrebbe un insieme di tecnologie e concetti in base ai quali i sistemi fisico-cibernetici creano una copia virtuale del mondo fisico e prendono decisioni decentralizzate rispetto allo stesso. I sistemi fisico-cibernetici non sono altro che macchine produttive, unità di storage per immagazzinare grandi moli di dati oppure sistemi robotici connessi tra di loro che scambiano informazioni e danno vita ad azioni sulla base di regole che consentono di lavorare in autonomia. L'industria 4.0 si basa su due punti importanti: • L’integrazione verticale dei sistemi produttivi aziendali, che consente di riprodurre in modo virtuale i sistemi gerarchici interni all’organizzazione. L’uso di sensori ad ogni stadio della produzione consente di mettere in atto metriche ed indicatori che consentono di cambiare ed ottimizzare i processi produttivi; • L’integrazione orizzontale attraverso le Value Chain, che consente di realizzare una collaborazione interaziendale nella quale le informazioni possono fluire attraverso differenti organizzazioni. Tramite l’integrazione orizzontale i clienti possono tracciare il progresso dei loro ordini così come condividere la risposta dei prodotti stessi ai diversi test di Qualità e sottoporre eventuali richieste di variazioni del processo produttivo in tempo reale. La nuova Qualità 4.0 si caratterizza per essere il principio che informa tutta la raccolta dei dati di produzione attraverso le integrazioni verticali e le integrazioni orizzontali dei sistemi. Tutti i dati sono raccolti con il solo scopo di ottenere Qualità e generare azioni che aumentano la Qualità in tutti i reparti aziendali e extra-aziendali. Sistemi; Le elettrovalvole vengono anche indicate con il nome di “valvole a solenoide” o “valvole elettromagnetiche” poiché, funzionano grazie a un'elettrocalamita, detta anche semplicemente “bobina“, che agisce sul dispositivo provocando la commutazione; Il termine “elettro” indica che l'attuatore dell'azionamento meccanico della valvola, tradizionalmente un operatore umano od un rinvio meccanico predisposto, viene sostituito da un attuatore comandato elettricamente, solitamente un solenoide. Un solenoide è una bobina di forma cilindrica formata da una serie di spire circolari molto vicine fra loro e realizzate con un unico filo di materiale conduttore. La più semplice elettrovalvola è infatti costituita da un dispositivo meccanico di apertura e chiusura molto simile ad una membrana, che viene alzato o abbassato per variare la pressione all'interno delle camere del dispositivo che quindi permettono la fuoriuscita o la ritenzione del fluido immesso. Questa membrana è attuata da un solenoide che, percorso da corrente, attira un nucleo ferroso all'interno di un canale interno, causando così lo spostamento meccanico dell'elemento e quindi l'apertura o la chiusura dell'elettrovalvola. Con l'apertura dell'elettrovalvola la "membrana" si alza e permette al fluido di diramarsi nei condotti. Tali elettrovalvole possono essere attuate da corrente continua od alternata. Le elettrovalvole vengono classificate in base a diversi criteri:

• la disposizione dei condotti interni (vie e posizioni); • la tipologia di alimentazione, se a corrente continua o alternata; • le condizioni di equilibrio (monostabile, bistabile); • le pressioni di funzionamento all'ingresso (minime e massime). Una elettrovalvola monostabile ha una posizione di equilibrio che corrisponde alla posizione di riposo, ossia non alimentato. Quando viene alimentata, si attiva; quando

manca l'alimentazione torna alla posizione di riposo. Una elettrovalvola bistabile è dotata di due solenoidi, ciascuna con la propria alimentazione. La posizione di equilibrio è l'ultima raggiunta. Per cambiare di posizione è necessario alimentare brevemente il solenoide corrispondente all'altra posizione. Se entrambe le alimentazioni sono attivate, o nessuna delle due, lo stato della valvola non cambia. Oltre alle elettrovalvole a solenoide, esistono anche altri tipi di elettrovalvole comandate, la cui azione può essere progressiva. L'attuatore elettrico può essere in questo caso un motore che sposta con rinvii meccanici l'elemento, controllato a vista, con rilevatori di posizione, o comandati con anello di controllo automatico. Tali controlli garantiscono il raggiungimento della posizione voluta o, in sistemi più complessi, aggiustano in modo continuo l'apertura e chiusura della valvola a seconda degli effetti desiderati.

Matematica; Il differenziale di una funzione in una variabile in un punto è una funzione lineare dell'incremento Δx calcolato a partire dal punto. Geometricamente il differenziale corrisponde all'incremento delle ordinate sulla retta tangente ottenuto a partire dal punto fissato. Definizione, sia I un intervallo aperto e sia ƒ(x) una funzione derivabile nell'intervallo. Consideriamo x0, x appartenente I e definiamo l'incremento Δx relativo ad x0 come la differenza: Δx = x - x0 Chiamiamo differenziale della funzione ƒ(x) nel punto x0 per l'incremento Δx, e lo indicheremo con il simbolo dy:= ƒ '( x0 ) · Δx • x0 è un valore fissato, pertanto è fissata la valutazione della derivata prima di ƒ(x) in tale punto, ossia ƒ '(x0); • x varia nell'intervallo I rendendo a conti fatti Δx a sua volta una variabile; Per questi motivi il differenziale di una funzione derivabile ƒ(x) è: dy = ƒ ' (x0) · Δx è in realtà una funzione lineare nella variabile Δx; Il differenziale di una funzione ƒ relativo ad un punto x0 e incremento Δx approssima l'incremento di una funzione Δy, definito come: Δy = ƒ (x0 + Δx ) - ƒ (x0 ); nel momento in cui l'incremento Δx è piccolo in modulo.

Consideriamo una funzione ƒ(x) derivabile in un intervallo I e costruiamo una retta tangente al grafico di ƒ in un punto A (x0, ƒ (x0)) con x0 appartenente I. Siano inoltre: • B (x0 + Δx , ƒ (x0 + Δx)) dove Δx è tale che x0 + Δx appartenente a I, un ulteriore punto della curva; • T il punto della retta tangente avente ascissa xT = x0 + Δx; • S il punto che ha per coordinate (x0 + Δx,ƒ (x0)). Consideriamo il triangolo di vertici A, S, T, retto in S. Per il secondo teorema dei triangoli sussiste l'uguaglianza:

TS = AS · tan (α) •

dove α e l'angolo formato dalla retta tangente e l'asse delle ascisse. Per come sono definiti A e S e dall'interpretazione geometrica di derivata deduciamo le seguenti identità: tan (α) = ƒ ' (x0); e AS = x0 + Δx - x0 = Δx; pertanto l'uguaglianza (•) si riscrive come: TS = ƒ ' (x0) · Δx ossia TS = dy Facendo riferimento alla figura, comprendiamo che dal punto di vista geometrico il differenziale di una funzione ƒ(x) relativa al punto x0 con incremento Δx coincide con l'incremento dell'ordinata di un punto che giace sulla retta tangente in x0, quando l'ascissa del punto passa dal valore di x0 al valore di x0 + Δx.

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