[FISICA] La Conservazione dell'energia

Wezioo

Posted on 28/5/2011, 14:46

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conservazione dell'energia

l'energia non non può essere né creata, né distrutta, ma solo trasformata tra due forme diverse. L'energia si presenta infatti sotto moltissime forme, quali ad esempio l'energia meccanica (cinetica e potenziale)

Lavoro compiuto da una forza
una forza che agisce su un corpo in genere produce uno spostamento. se la forza agisce in direzione parallela allo spostamento si definisce lavoro il prodotto della forza per lo spostamento

lavoro = forza x spostamento

indicando con L il lavoro possiamo esprimere la definizione in modo sintetico:

L = F x S

nel S.I. il lavoro si misura in Joule (J):

1J = 1N x 1m N = 1 kg x m/s2

in caso forza e spostamento sono obliqui. Si pensi ad una persona che tira una slitta con una fune che forma un certo angolo con la superficie terrestre. In questo caso si scompone la forza F in una componente parallela allo spostamento s AB e in una componente perpendicolare allo spostamento. Possiamo sostituire alla forza F le sue due componenti Fn e Fp. Per la prima perpendicolare a s il lavoro è nullo, per la seconda è Fp x s.
L = Fp x s (con Fp componente della forza parallela a s)

il lavoro compiuto da una forza variabile viene calcolato mediante il grafico
Forza-Spostamento e coincide con l'area della superficie compresa fra la curva e l'asse orizzontale.

Potenza

Col termine potenza si indica il rapporto tra il lavoro fatto da una forza e l'intervallo di tempo impiegato a farlo:

P = L/t

L’unità di misura della potenza è J/s ed è chiamata watt . 1 watt = J/s.
nella pratica si usano i multipli del watt:

1kW = 1000 watt
1MW = 1 000 000 watt = 106 watt

ENERGIA

un corpo possiede energia quando è in grado di compiere un lavoro.
possiamo suddividere l'energia in:
energia cinetica, energia potenziale gravitazionale.

ENERGIA CINETICA

Un corpo che ha una certa velocità possiede un’energia, legata proprio alla velocità. Un determinato corpo se urta una molla, rallenta e, comprimendo la molla, compie un lavoro. Si ricordi che quando un corpo compie un lavoro la sua energia diminuisce. Nel nostro caso diminuisce anche la velocità e ciò ci fa capire che l’energia posseduta dal corpo è legata alla velocità. Questa energia è chiamata cinetica.

L=Ec= ½ m x v2

Indicando con K l’energia cinetica possiamo scrivere:

K = ½ m x v2

L’energia cinetica è una grandezza scalare sempre positiva; si misura in joule come il lavoro. Il lavoro compiuto dalle forze fa cambiare l’energia cinetica dei corpi. Il legame tra il lavoro e la variazione dell’energia cinetica è espresso nell’uguaglianza:

lavoro = variazione dell’energia cinetica.

L = Kf - Ki

Dove Ki = energia cinetica iniziale e Kf = energia cinetica finale
l'energia cinetica aumenta se il lavoro è positivo (per esempio se una forza agisce sul verso dello spostamento) diminuisce se il lavoro è negativo.

ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE

l'energia gravitazionale è il lavoro che è in grado di fare un oggetto di massa m che si trova a un altezza h rispetto a un livello di riferimento e possiamo esprimerlo con la formula:

L = m g h

possiamo indicare con U l'energia potenziale.
Se per esempio un corpo di massa m è fermo a una altezza h1, sotto l'azione della forza di gravità, e viene lasciato cadere fino all'altezza h2, la forza di gravità compie un lavoro: il corpo ha in sé una forma di energia immagazzinata, detta energia potenziale gravitazionale, la cui variazione rappresenta il lavoro compiuto dalla forza gravitazionale per spostarlo da una posizione iniziale a una posizione finale:

se un oggetto cade verso il piano di riferimento, da un altezza iniziale hi a un altezza finale hf, la sua energia potenziale diminuisce di una quantità pari al lavoro fatto dalla forza di gravità.

L = m g hi - m g hf

viceversa, una forza esterna che solleva un oggetto gli fa aumentare la sua energia potenziale.
l'energia potenziale nel S.I. si misura in joule come quella cinetica e il lavoro.

LE FORZE CONSERVATIVE

Si dice che una forza è conservativa se il lavoro da essa compiuto durante un qualsiasi percorso chiuso è nullo.
Per qualsiasi forza conservativa il lavoro fatto per andare da un punto A ad un punto B è indipendente dal percorso seguito.

ENERGIA POTENZIALE ELASTICA

anche in un corpo elastico si può immagazzinare dell'energia. una molla compressa di un tratto s rispetto alla posizione di equilibrio mentre si distende è in grado di compiere un lavoro:

L = ½ k s2

a questo lavoro si da il nome di energia potenziale elastica, e possiamo indicarla con Uel

CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA

Col termine energia meccanica di un corpo viene indicata la somma dell’energia cinetica e dell’energia potenziale (gravitazionale o elastica):
energia meccanica = energia cinetica + energia potenziale.
Indicando con Em l’energia meccanica e con U quella potenziale (gravitazionale o elastica), possiamo scrivere:

Em = K + U

Se su un corpo agiscono solo forze conservative (come la forza di gravità o la forza elastica), l’energia meccanica si mantiene costante, vale cioè l’uguaglianza:

energia meccanica iniziale = energia meccanica finale

Ki + Ui = Kf + Uf

Tale uguaglianza esprime il principio di conservazione dell’energia meccanica. Se su un corpo agiscono forze di attrito, l’energia meccanica non si conserva, ma una parte viene trasformata in energia termica. Le forze di attrito non sono conservative. IL lavoro fatto dalle forze non conservative è uguale alla variazione dell’energia meccanica.

Lattrito = ΔEm

Binomio lavoro energia

Per muovere un corpo fermo, per comprimere una molla, per sollevare un oggetto a una certa altezza bisogna applicare una forza e compiere un lavoro. Come conseguenza il corpo acquista energia. Viceversa, un corpo in movimento, una molla compressa, un oggetto posto a una certa altezza sono in grado di compiere un lavoro perdendo tutta o parte della loro energia. Energia e lavoro sono due grandezze strettamente legate fra loro; non si può considerare una delle due se non si considera anche l’altra.

by ground94 & Mr wezioo

Edited by Mr.we&zio™ - 30/5/2011, 13:51

Web

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protonsforbreakfast

Posted on 30/5/2011, 09:42

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User deleted

Wow! Potrei copiare la discussione per il mio foro "Scienze". Dato che e` da poco che ha compiuto un anno, sarebbe un ottimo regalo u.u Ovviamente metto autore e fonte u.u XD

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Wezioo

Posted on 30/5/2011, 12:50

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