Cenni di Dinamica. La dinamica studia le cause del moto: Forza e lavoro

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1 Cenn Dnama a nama stua le ause el moto: legge Newton o legge nerza: n un sstema nerzale un oro ermane nel suo stato quete o moto unorme legge Newton: a una orza alata a un oro massa m orrsone un aelerazone ata a F m a 3 legge Newton A ogn azone orrsone una reazone uguale e ontrara Forza e lavoro Se alo una orza F lungo la rezone el moto, aumenterà la velotà (auto n aelerazone a > ). v v a > v v a Alo una orza F he s oone al moto, mnurà la velotà (auto n aelerazone a < ). v v a < F ma ma F

2 enso la granezza F energa neta energa neta esrve lo stato moto (ongurazone). enso F F os avoro Il lavoro è l rootto salare tra l vettore Forza (F) e l vettore sostamento (). avoro< avoro avoro> Teorema ell energa neta () Utlzzano le enzon e, osso rsrvere ravata a v v a Se l lavoro è maggore (F onore on ): > Δ > energa neta aumenta. Se l lavoro è mnore (F sore rsetto a ): < Δ < energa neta mnuse. Se l lavoro è nullo. Δ energa neta è ostante, s onserva Prno onservazone ell energa neta

3 Calolo on l teorema ell energa neta g F g Quale quota massma raggunge? Alo l teorema ell energa neta F g mg Δ mg( y y) y All aumentare ello sostamento Δy mnuse no : mg( y ) max y mg( y ) a u s rava y max max y y max F g h Cauta oo l lano on l teorema Δ g y y max y >, F e Δy sono onor mgδy y max mg( y ymax ) y max y y alla relazone reeente : mg( ymax y) y Energa neta (qun anhe v ) è verso l basso, ma ha lo stesso valore ella velotà on u è stata lanato l oro. y

4 Quanto maggore è l slvello ù veloe sarà la navella. Energa Cneta h F g mg F g F g h h Forza sostamento mg h Forza sostamento - mg h Per ambare le onzon el sstema evo are el lavoro all esterno ontro la orza gravtà er ortare l eso n quota. asano aere l oro l lavoro atto vene resttuto sotto orma energa neta, ora è la orza gravtà a are lavoro. Forze onservatve a b Qualsa erorso s segle Nel aso orze onservatve Il lavoro atto alle orze non amba. F g è onservatva, osso Seglere l moo ù semle Per alolare l lavoro. Il lavoro enerà alla ongurazone el sstema.

5 Energa otenzale Per le orze to onservatvo osso enre una unzone he ena solo alla oszone tale he m a l lavoro atto alla orza. (F ) - Δ g Questa energa è etta energa otenzale, s alola ome lavoro atto all esterno er ostrure al ongurazone nzale. Ovvero otenzaltà a omere lavoro. In F Δ S rsrva l lavoro atto a orze onservatve - Δ s ha: Δ ΔE Δ Δ + ΔE Prno onservazone ell energa meana Δ (orze onservatve) + (altre orze) ( orze onservatve) ΔE (altre orze) ΔE + Δ Nel aso n u non agsano altre orze s ha: Δ + Δ E + M Energa Meana s onserva. ontnua

6 Con quale velotà torna n y y max g E nale E nzale + nale nzale y mgy mgymax + ( y y ) v g max v Calolo on onservazone ell energa g a rsosta al questo, on quale Velotà raebbre l oro uò essere mmeata Alo l rno onservazone ell energa Meana, all nzo e alla ne (unt onent). y Δ + Δ Δ mgδy Δ

7 Equvalenza tra energa e alore Attrto: Nel aso reale l vagonno er oter arrvare gù eve trovare gobbe a altezze mnor. S osserva l rsalamento elle rotae. energa meana s trasorma n energa terma? (orza attrto) - attr F attrto F attrto a orza attrto s oone semre al moto, ertanto l lavoro è semre negatvo Joule equvalenza tra alore e energa S ortano es nella oszone ù alta. energa nzale è solo otenzale gravtazonale. a auta e es rovoa un Inalzamento ella temeratura Come l alore. Joule (88-889) ( attrto ) ΔE M ( attrto ) ΔE th ΔE + Δ + ΔE th Msura el lavoro atto alla orza gravtà (energa otenzale) e alore. Il lavoro atto alla orza attrto tra le alette e l aqua qun è una orma energa. Il alore è una orma energa

8 Dettaglo er energa e movmento Forza rhamo ella E + molla F kx Senza attrto l oro oslla tra e. Avremo massma otenzale e mnma E k neta n e, mentre nella oszone O s nvertono. Il lavoro atto alla orza esterna genera un aumento ell energa totale E. Per un sstema omlesso to, sol, lqu o gas s arla energa nterna, ata allla somma tutte le energe ogn sngola moleola. a varazone energa nterna: ΔE nt Carhamo una molla elastsa energa ongurazone Forza elasta F e kx Forza alata er estenere la molla F al kx avoro atto er ongurare l sstema ΔF al Δx F al avoro ( Fal ) Σ kxδx n x

9 nguaggo Matemato Δx n F al n ( F ) lm Σ kx Δx al n ( F ) al Δx n n lm Σ kxδx n x ne Fx area sottesa alla urva nz Integrale F al F al F al Area ostva x Area negatva x Area negatva nguaggo matemato v Integrale è l area v sottesa alla urva. È l oerazone nversa ella ervata v t t t

10 F al Forza elasta è onservatva. - x ( F ) ( F ) kx ΔE al e a molla arata a ha un energa otenzale Δ k Qual è l energa neta n x, una volta lasata, la molla? Cambament stato 79.7 kal/kg Calore latente usone rar. solazone e 539 kal/kg Calore latente evaorazone rar. onensazone T aumenta Sol: moleole ornate n strutture sazal regolar e erohe. agtazone terma è ebole e le moleole osllano n unt equlbo. qu: moleole nteragent ra loro ma n un nvoluro menson nte. agtazone terma è volenta al unto non ermettere la ormazone strutture ornate. Gas: moleole nel aos nterazone solo n aso urto.

11 Sstem:Sstema navella Sstema Navella S ala una orza er omere lavoro all esterno e er ortare la navella n alto. a mgh, mentre g -mgh. In auta la orza gravtà ome lavoro sulla navella mgh, ome onseguenza aumenta l energa neta. Δ Sstema navella e terra Conseramo ome sstema la navella e la Terra. Ovvero la orza attrazone gravtazonale. C sono orze artolar (onservatve) er le qual l lavoro non ene al erorso. ΔE M Dove E M + (altre orze) ΔE M Sstem: terra e navella e rotae Conserano ome sstema la navella, la orza Attrazone gravtazonale e le rotae (on l attrto he nue l loro rsalamento). ΔE M + ΔE th (altre orze) ΔE M + ΔE th

12 Possamo estenere queste onserazon a un sstema osttuto a un numero nnto moleole o atom hamano energa nterna la somma elle energe ogn sngola moleola o atomo. Se l sstema è huso, non `è sambo matera, vale anora l rno onservazone ell energa nterna. Il sstema uò sambare energa sotto orma lavoro o alore. No massa Sstema huso Sì energa ontnua A h B A B A B l F g C C Aene Forze Conservatve Il lavoro non ene al erorso o Il lavoro lungo un ammno huso AC AB + BC mg h ungo BC non è sostamento nella rezone ella orza (). ungo l la orza F g ha una omonente F g sen AC mg l sen mgh C

13 a b Aene rham Teorema Ptagora os b a b a sen b a sen os ; b a +

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