XI Lezione - Arabo LAR Giath Rammo @ Libera Accademia Romana
Energiaconservazione
1. Lezione di fisica per la III°H
Liceo Scientifico Alessi Perugia
9 maggio 2012
2. Fin qui abbiamo risolto i problemi con le
equazioni del moto, le forze e le loro
componenti lungo gli assi cartesiani.
Ora impariamo ad usare la conservazione
dell’energia come una scorciatoia che
permetta di risolvere problemi complicati
con relativa facilità.
3. Ai baracconi quest’anno sarà presentata una
nuova emozionante esperienza di guida su
una pista da bob.
Ma prima che si possa usare bisogna
valutare la sua sicurezza.
4.
5. Dalla partenza fino al primo checkpoint la
pista ha una pendenza uniforme
Tra il primo e il secondo checkpoint, la pista
scende di 30.0 metri, ma il cammino è
ondulato, sale persino un po’ nel primo
tratto.
L’ultima parte della pista è piana e il bob si
ferma grazie ai freni che agiscono sul
ghiaccio.
6. Calcolare l’intensità della velocità in
ciascuno dei checkpoint.
Determinare quanta forza occorre per
frenare il bob nell’ultimo tratto.
7. C’è qualche tratto della pista del bob che già
sai come trattare ?
8. a. Quale è la distanza percorsa fino al primo
checkpoint ?
……………………………………………..
b. Quale è la componente del peso del bob
parallelo alla pendenza della pista ?
……………………………………………..
c. Quale è la velocità del bob al primo
checkpoint?
……………………………………………..
9.
10.
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12. La prima parte della pista ha una pendenza
uniforme ossia forma sempre lo stesso
angolo di 40° con l’orizzonte.
Ciò significa che il bob sperimenta sempre la
medesima forza totale, e la componente
del peso parallela alla pista è costante.
13.
14. La pista scende di 30.0
metri, ma la sua
pendenza non è
uniforme
Ci sono delle cunette e
degli avvallamenti
15.
16. L’angolo della pendenza cambia continuamente
così come la componente del peso parallela alla
pista.
Ciò significa che cambia la forza totale che
agisce sul bob
E varia di conseguenza l’intensità e la direzione
della sua accelerazione.
Questo è un problema perché il metodo usato
funziona solo con accelerazione costante.
17. Come puoi trattare una pendenza ondulata
quando tutto quello che conosci è il
dislivello di 30 metri tra il primo checkpoint
e il secondo ?
18.
19. L’energia è la capacità di compiere lavoro.
Ad esempio: se sollevate una pietra di 150kg
ad un’altezza di 1 metro, le avrete dato una
capacita’ di fare lavoro pari a :
FΔx=mgΔx=150 x 9.8 x 1.00 = 1470 J
Quindi avete fornito alla pietra una energia
potenziale gravitazionale.
20. L’energia totale di qualsiasi cosa
nell’universo è sempre costante.
21. L’energia potenziale gravitazionale che la
pietra guadagna quando la sollevate non si
crea dal nulla.
Potete pensare al cibo che avete mangiato
come ad un immagazzinamento di energia
potenziale chimica alla quale il vostro corpo
può attingere per fare del lavoro
22. Se fate 1470j di lavoro sulla pietra,
fornendole 1470j di energia potenziale
gravitazionale, potete pensare di aver
trasferito dell’energia dal vostro corpo alla
pietra, perché il vostro corpo avrà 1470 j in
meno di energia chimica e la pietra invece
1470 j in più di energia potenziale
gravitazionale.
23.
24.
25. In cima alla pista il bob ha più energia
potenziale gravitazionale che in basso a causa
della differenza d’altezza.
I corpi in movimento sono capaci di fare del
lavoro esercitando una forza che sposta
qualcosa.
Ad esempio: un martello è capace di conficcare
un chiodo nel legno quando viene mosso
velocemente; se fosse fermo privo di velocità
non potrebbe fare il lavoro sul chiodo!
26. Se un corpo in movimento urta un altro
oggetto esercita su questo una forza che lo
sposta;
Così viene eseguito del lavoro.
Questa capacità di produrre del lavoro da
parte di un corpo in movimento è detta
energia cinetica.
27. L’energia cinetica di un corpo è la sua
capacità di fare del lavoro a causa della sua
velocità
28. Si perché si dimostra il
Il teorema dell'energia
teorema delle “forze cinetica (o teorema delle
vive”, chiamato in forze vive) afferma che il
lavoro WAB compiuto da una
inglese work-energy qualunque forza risultante F su
theorem, un corpo di massa m che si
sposta dalla posizione r1 (al
tempo t1) alla posizione r2 (al
tempo t2), lungo un tratto della
sua traiettoria, è dato dalla
variazione dell'energia cinetica
tra l'istante t1e l'istante t2:
29.
30. Quando il bob scende lungo la pista un po’
della sua energia potenziale gravitazionale
si trasforma in energia cinetica.
Il guadagno in energia cinetica deve essere
uguale alla perdita di energia potenziale.
31.
32.
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34. Il lavoro e l’energia sono grandezze scalari
La stessa quantità di lavoro è fatta da una
forza che muove un oggetto lungo la
medesima distanza indipendentemente
dalla sua direzione.
35. Un oggetto con velocità v, avrà la medesima
quantità di energia cinetica
indipendentemente dalla direzione della sua
velocità
Il segno può essere positivo o negativo
Il segno significa una variazione della
quantità di energia cinetica
36. Abbiamo usato la conservazione dell’energia
per trovare che la velocità del bob nel
secondo checkpoint è di v=31.3m/s
La medesima variazione di altezza implica
sempre la medesima variazione di energia
potenziale e di energia cinetica se non c’è
attrito.
37. Nell’ultimo tratto della pista per fermare il
bob dobbiamo applicargli una forza
frenante.
Il bob ha una massa di 630kg
La lunghezza della terza parte della pista è
50m
38.
39. Il lavoro fatto deve essere uguale alla variazione di
energia cinetica
