Effetto della forza

1. h Una forza può essere presente e non determinare alcun effetto visibile, essendo equilibrata da altre forze. Effetto della forza In altri casi la forza è associata al movimento del corpo e si hanno delle conseguenze nella evoluzione successiva del fenomeno(ad esempio quando la forza viene a mancare il corpo può tornare alla posizione di partenza) Per descrivere questa seconda situazione definiamo il “lavoro della forza” [ Joule= N·m]

2. LAVORO DI UNA FORZA Se su un corpo agisce una forza F costante, il lavoro compiuto dalla forza per uno spostamento s è: Il lavoro è una quantità scalare 2

3. LAVORO DI UNA FORZA Una persona che trascina una cassa lungo il pavimento. Il lavoro compiuto dalla forza F è L=F·d·cos, dove d è lo spostamento. Il lavoro compiuto sul pacchetto in questo caso è nullo poiché F è perpendicolare allo spostamento d. 3

4. LAVORO DI UNA FORZA Il lavoro può essere: positivo nullo negativo 4

5. UNITÀ DI MISURA DEL LAVORO L’unità di misura del lavoro nel S.I. si chiama joule (J), ed è pari al lavoro compiuto dalla forza di 1 N il cui punto di applicazione si sposta di 1 m parallelamente e nello stesso verso della forza. 5

6. Piano inclinato L   mg

7. Lavoro per forze non costanti e traiettorie curvilinee Nel caso di traiettorie non rettilinee e di forze non costanti, il lavoro fatto dalle forze dal punto A al punto B è la somma dei contributi di spostamenti elementari rettilinei e forze locali lungo la traiettoria B A

8. B A Lavoro ed Energia Cinetica (teorema delle forze vive)

9. Applicazioni Teorema delle forze vive (1) m a • Un corpo di massa m cade da un’altezza di 10 m ; con quale velocità tocca terra? mg h=10 m b

10. V D Applicazioni Teorema delle forze vive (2) • Un tubo radiogeno viene alimentato a 100 kV. Con quale velocità gli elettroni colpiscono l’anodo?

11. B 1 2 3 A Un campo di forze si dice conservativo quando il lavoro fatto dalle forze del campo per spostare un punto materiale da una posizione A ad una posizione B è indipendente dalla traiettoria seguita. Si può anche dire che il lavoro compiuto dalle forze del campo conservativo in una traiettoria chiusa e nullo. Forze Conservative

12. Nel caso di forze conservative il lavoro delle forze del campo tra due punti A e B non dipende dalla traiettoria ma solo dalle posizioni dei due punti; il lavoro sarà quindi determinato unicamente dalle coordinate spaziali dei due punti. Energia Potenziale In termini matematici, esisterà una funzione tale che: La funzione scalare viene chiamata Energia Potenziale Per ogni campo di forze conservative abbiamo una particolare forma di energia potenziale associata (es. energia potenziale gravitazionale, elettrostatica, elastica).

13. Energia Potenziale Energia Potenziale dei Campi conservativi più frequenti: Forza peso Forza elettrostatica Molla

14. ENERGIA POTENZIALE U = mgz Energia potenziale gravitazionale L’energia potenziale rappresenta la potenzialità che un corpo possiede a compiere lavoro in virtù della sua posizione. 14

15. Principio di conservazione dell’energia meccanica totale Per qualsiasi tipo di forza vale la relazione Per forze conservative vale la relazione Per le sole forze conservative valgono entrambe B ed in qualunque punto della traiettoria si ha che: A Se questo non avviene si ha l’evidenza di forze non conservative.

16. CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA L’energia si trasforma, non si crea né si distrugge 16

17. La potenza La potenza: La potenza esprime la capacità di compiere lavoro nel tempo Nota Bene: il kilowattora è una energia, non una potenza. La corrente elettrica si paga in kilowattora

18. Riassumendo….. Le forze sono le cause del moto …….. Conosciamo quattro tipi di forze………. L’effetto della forza è descritto da tre leggi fondamentali ( principi)………… Quando una forza sposta il suo punto d’azione ( spostamento) si può avere lavoro….. Il lavoro si calcola come prodotto scalare ………………. Il lavoro compiuto da una forza tra un punto a ed un punto b è sempre corrispondente alla ……………… Esistono forze particolari per le quali il lavoro tra due punti non dipende dalla traiettoria ma solo dalle coordinate dei due punti ………… Per le forze “ Conservative “ si conserva l’energia meccanica totale…………