LAVORO DI UNA FORZA. Se su un corpo agisce una forza F costante, si definisce lavoro compiuto dalla forza per uno spostamento s:

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1 LAVORO DI UNA FORZA Se su un corpo agisce una forza F costante, si definisce lavoro compiuto dalla forza per uno spostamento s: L!! Fscos α F s F! α s! Il lavoro è una quantità scalare.

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

3 LAVORO DI UNA FORZA Una persona che trascina una cassa lungo il pavimento. Il lavoro compiuto dalla forza F è LF d cosθ, 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 Un martello in movimento colpisce un chiodo e si ferma. Il martello esercita una forza F sul chiodo: il chiodo esercita una forza F sul martello (3 a legge di Newton). Il lavoro compiuto sul chiodo è positivo (L c F d >0). Il lavoro compiuto sul martello è negativo (L m F d <0). 4

5 Lavoro compiuto da una forza non uniforme: L LAVORO DI UNA FORZA!!! F s + F!! F s i i i! s +! F 3! s s! s! s! F! F! 3 F! 5

6 UNITÀ DI MISURA DEL LAVORO L unità di misura del lavoro nel S.I. è il joule (J), pari al lavoro compiuto dalla forza di N il cui punto di applicazione si sposta di m parallelamente e nello stesso verso della forza. J N m kg m s 6

7 UNITÀ DI MISURA DEL LAVORO Nel sistema C.G.S. l unità di misura del lavoro è l erg, pari al lavoro compiuto dalla forza di dina, il cui punto di applicazione si sposta di cm parallelamente e nello stesso verso della forza. erg dyn cm g cm s joule N m dyn cm dyn cm erg 7

8 8 Il lavoro compiuto dalla forza agente in un moto rettilineo uniformemente accelerato è dato da: avendo posto T T mv mv t v v t v v m s a m s F L + ENERGIA CINETICA mv T Energia cinetica

9 ENERGIA CINETICA Il lavoro compiuto dalla forza agente su un corpo per portare la sua velocità da v a v è pari alla variazione di energia cinetica del corpo. L mv mv T T L energia cinetica rappresenta la potenzialità di compiere lavoro che un corpo ha in virtù della sua velocità. 9

10 L P s cosθ mg h mg (z mgz V V ENERGIA POTENZIALE z ) mgz s! P! h z z V mgz Energia potenziale gravitazionale L energia potenziale rappresenta la potenzialità di compiere lavoro che un corpo ha in virtù della sua posizione. 0

11 FORZE CONSERVATIVE E FORZE NON CONSERVATIVE Forze conservative: il lavoro compiuto da tali forze non dipende dal cammino percorso, ma solo dalle posizioni iniziale e finale (es. forza gravitazionale, forza elastica). Forze non conservative: il lavoro compiuto da tali forze dipende dal particolare cammino percorso (es. forza d attrito, tensione in una corda). È possibile definire una funzione energia potenziale solo per le forse conservative.

12 mgz mgz V V L mv mv T T L costante mgz mv mgz mv + + CONSERVAZIONE DELLA ENERGIA MECCANICA

13 CONSERVAZIONE DELLA ENERGIA MECCANICA L energia meccanica totale E è definita come la somma dell energia cinetica e dell energia potenziale del sistema ad ogni istante: ET+V In qualsiasi processo, se agiscono solo forze conservative, l energia meccanica totale di un sistema non aumenta né diminuisce. Essa rimane costante, cioè è conservata. 3

14 CONSERVAZIONE DELLA ENERGIA MECCANICA KE: energia cinetica, PE: energia potenziale 4

15 CONSERVAZIONE DELL ENERGIA Anche in presenza di forze non conservative l energia totale di un sistema isolato è costante. L energia può essere trasformata, ma non creata o distrutta. 5

16 POTENZA La potenza è definita come il rapporto fra il lavoro compiuto ed il tempo impiegato a compierlo: P L t Fscosα t Fv cos α! F! v L unità di misura della potenza nel S.I. è il watt (W): watt W joule s J s 6

17 POTENZA Un unità di misura pratica della potenza è il cavallovapore CV (horse-power HP): CV HP 750 W Attenzione: il kilowattora (kwh) è un unità pratica di energia, corrispondente all energia erogata o assorbita da una macchina della potenza di kw in ora: kwh J 3.6 MJ 7