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LAVORO ED ENERGIA - Coggle Diagram
LAVORO ED ENERGIA
Il lavoro L di una forza costante applicata su un corpo che percorre una traiettoria rettilinea è il prodotto scalare tra la forza F e lo spostamento s del corpo
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Se su un corpo agiscono due o più forze,il lavoro totale è la somma algebrica dei lavori compiuti da ciascuna forza
Se lo spostamento è dato dalla somma di due o più spostamenti rettilinei,il lavoro totale è la somma dei lavori compiuti in ciascun tratto
Se l'angolo tra la forza e lo spostamento è acuto il lavoro ha segno positivo:lo chiamano lavoro motore.
Se l'angolo è ottuso il lavoro ha segno negativo:lo chiamano lavoro resistente
Se l'angolo è retto il lavoro è pari a zero
Il lavoro compiuto da una forza con direzione costante è l'area sottesa dal grafico che rappresenta la componente Fs della forza parallela allo spostamento in funzione della posizione
Il lavoro per portare la molla da un allungamento ΔlA rispetto,alla sua lunghezza a riposo,a un allungamento ΔlB è:
LAB=1/2( kΔlB +kΔlA)(ΔlB-ΔlA)=1/2kΔl²B-1/2kΔl²A
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Nel caso più generale,il lavoro compiuto da una forza sul corpo dipende dal percorso seguito.
Una forza si dice conservativa se il lavoro LAB compiuto su un corpo che si muove da un punto A a un punto B non dipende dal percorso seguito ma solo dai punti di partenza e di arrivo A e B
Data una forza conservativa, si definisce differenza di energia potenziale ΔU del punto B rispetto al punto A l'opposto del lavoro LAB compiuto da una forza lungo qualsiasi percorso che collega A con B:
ΔU=Ub-Ua=-Lab
Se Lab>0 troviamo che Ub <Ua: questo significa che sul corpo è stato compiuto un lavoro motore e che la sua energia potenziale è diminuita di una quantità uguale al lavoro compiuto.
Se Lab<0 abbiamo che Ub>Ua:questo significa che la forza ha compiuto un lavoro resistente e l'energia potenziale del corpo è aumentata di una quantità in valore assoluto uguale al lavoro
La forza peso è una forza conservativa. L'energia potenziale gravitazionale di un corpo di massa m che trova a un'altezza z rispetto al livello di riferimento è:
Ug=mgz
La forza elastica è una forza conservativa. L'energia potenziale elastica di una molla allungata o accorciata di una quantità Δl rispetto alla sua lunghezza a riposo è:
Uel=1/2 kΔl²
Se un corpo si muove in presenza di sole forze conservative,la somma della sua energia potenziale e della sua energia cinetica resta costante.
Si chiama energia meccanica la somma di energia cinetica e di energia potenziale:
Em=K+U
Se un corpo si muove all'interno di una regione di spazio in cui agiscono solo forze conservative,la sua energia meccanica si conserva:
EmA-EmB
In presenza di forze non conservative la variazione dell'energia meccanica è pari al lavoro compiuto dalle forze non conservative:
Lnc=ΔEm
Quando un corpo varia la propria energia di una quantità ΔE in un intervallo di tempo Δt,la potenza media è:
Pm=ΔE/Δt
La potenza istantanea è il valore limite a cui tende la potenza media quando viene calcolata su intervalli di tempo sempre più brevi.
La potenza sviluppata da una forza costante applicata su un corpo che si muove con velocità v è:
P=Fv*
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