IL LAVORO E L'ENERGIA
LA FORZA E IL LAVORO
Con il termine lavoro si indica una professione oppure un'attività precisa.
In Fisica invece si parla di lavoro ogni volta che una forza impressa ad un corpo , produce lo spostamento del corpo a cui viene applicata )
Si compie un lavoro , anche quando il corpo soggetto alla forza non è libero di muoversi e si deforma, quando si deforma , non si sposta tutto il corpo, ma solo il punto in cui si applica la forza.
Si indica il lavoro (L) dato dalla forza (F), che produce lo spostamento (s), quindi il lavoro è dato dal prodotto della forza moltiplicato lo spostamento: L= F x s
Mentre nel Sistema Internazionale l'unità di misura del lavoro si indica con joule (J), che è uguale al[ lavoro compiuto da una forza di 1N che produce uno spostamento di 1 m lungo la stessa direzione in formula otteniamo 1J= 1N x 1m
LA POTENZA
Il termine lavoro in fisica è totalmente indipendente dal tempo, infatti il lavoro compiuto da una forza di 1N per spostare un corpo di 1m è sempre uguale a 1J indipendentemente dal tempo che occorre.
Cambia la potenza ossia a parità di forza di spostamento , tanto minore è il tempo impiegato, tanto maggiore è la potenza impiegata
La potenza è la grandezza fisica che indica la rapidità con cui si fa un lavoro. cioè la potenza (P) indica il lavoro compiuto da una forza in un secondo.
Per calcolare la potenza è necessario dividere il lavoro L , dato da una forza(F) per il tempo impiegato per compierli. in formula abbiamo
L'unità di misura della potenza è il watt(W), che prende il nome da James Watt, ricordato anche per lo sviluppo delle macchine a vapore. .
La potenza di 1 W è la potenza che permette a una forza di compiere il lavoro di 1 J in 1 s ossia
I multipli del watt sono:
- il kilowatt;
- il megavatt;
- il gigawatt
Oltre al watt, esistono altre unità di misura, anche se non accettate dal Sistema Internazionale , sono di uso comune come ad esempio il cavallo a vapore (CV)
L'ENERGIA
L'energia è al capacità di un corpo di compiere un lavoro. Abbiamo due tipi di energia:
L'Energia Cinetica (Eç) posseduta da un corpo è legata al suo movimento e quindi alla sua velocità
L'energia Potenziale è l'energia posseduta da un corpo che si trova fermo in una certa posizione ossia ad una certa altezza rispetto al piano di riferimento
mentre l'energia totale posseduta da un corpo si chiama energia meccanica (Em)
IL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE
L'energia che permette di compiere un lavoro è l'energia meccanica, data dalla somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale, che durante il moto di un corpo si trasforma una nell'altra.
In fisica è nota come principio di conservazione dell'energia meccanica
ci sono vari tipi di energia: energia termica, elettrica, eolica, chimica, muscolare ecc.
Ma soltanto due tipi di energia si possono individuare ossia energia cinetica e potenziale.
Il principio di conservazione dell'energia è valido per tutte le tipologie di energia, è sempre riconducibile all'energia cinetica o quelle potenziale. L'energia non si crea nè si distrugge, ma si trasforma
Si dice che l'energia non si crea e non si distrugge ma si trasforma semplicemente.
Ad esempio se analizziamo un automobile. Nel motore l'energia chimica del carburante è trasformata in energia meccanica trasferita alle ruote, cosi si ottiene un lavoro motore, permettendo all'auto di muoversi..Durante il suo funzionamento il motore si surriscalda.
L'energia chimica del carburante è stata una parte trasformata in energia meccanica e una parte in energia termica. Se la macchina frena l'energia meccanica si trasforma in energia termica, grazie ai freni, tale trasformazione è dato dall'attrito.
Energia nucleare
Il 2 dicembre 1942 Enrico Fermi, diede vita al primo reattore nucleare.
Il reattore è paragonato ad una caldaia che generando vapore, mette in moto la turbina collegata al generatore di elettricità.
L'utilizzo dell'energia nucleare deriva dalla possibilità di usare l'enorme energia racchiusa nel nucleo dell'atomo
La produzione di energia avviene usando atomi radiottivi in due modi:
La fissione nucleare cioè la rottura del nucleo in due o più parti di un elemento radiativo pesante
La fusione nucleare cioè l'unione di due atomi di elementi leggeri come l'idrogeno
L'uomo riesce a controllare solo la fissione nucleare che permette di produrre grandi quantità di energia con poco materiale di partenza
L'energia termica prodotta dalla fissione (energia nucleare) scalda l'acqua che si trasforma in vapore
Quest'ultimo mette in moto una turbina, l'energia termica si trasforma in energia meccanica, che a sua volta produce energia elettrica .
In Italia il popolo votò contro il Nucleare, probabilmente per una paura legati a possibili incidenti devastanti.
Uno dei principali rischi legati ad una centrale nucleare è il rilascio di radiazioni nell'ambiente. L'esposizione radiativa per l'uomo può provocare nausea e vomito oppure cancro e leucemia
Un altro problema è lo smaltimento delle scorie radioattive che deve avvenire in modo sicuro
Ad esempio se diciamo che la forza è tale da contrastare uno spostamento , in questo caso la forza è rappresentata da un vettore che ha direzione la stessa direzione dello spostamento , ma verso opposto. Quando parliamo che il lavoro è compiuto da una forza opposta allo spostamento , si parla di lavoro resistente, per differenziarlo dal lavoro motore, che produce uno spostamento. affermiamo che il lavoro motore è sempre positivoe il lavoro resistente è sempre negativo
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