LAVORO (meccanico)
• Lavoro di una forza lungo un certo spostamento: è una
quantità scalare data dal prodotto del modulo dello
spostamento per il modulo della proiezione della forza
lungo la direzione dello spostamento
L = F’s
F
s
F’
Ne consegue che se la forza è perpendicolare allo spostamento,
essa non compie alcun lavoro per favorirlo o contrastarlo.
ENERGIA
• L’ENERGIA è rappresentabile come la capacità di compiere un
lavoro
• L’energia, a seconda del tipo di fenomeni in cui si riferisce, può
essere classificata in
– Energia meccanica
• Energia cinetica
• Energia potenziale
–
–
–
–
–
–
Energia gravitazionale
Energia termica
Energia elettrica (elettromagnetica)
Energia nucleare
Energia chimica
…
In realtà tutti i tipi di energia si riferiscono a una delle interazioni
fondamentali della natura (gravitazionale, elettromagnetica-debole,
nucleare forte).
ENERGIA meccanica
• L’ENERGIA MECCANICA può essere classificata sotto due
forme:
– Energia cinetica
– Energia potenziale
• L’ENERGIA CINETICA è quella posseduta da un corpo a
causo del suo stato di moto, ed è legata sia alla sua massa che
alla sua velocità: Ec= ½ mv2
• L’ENERGIA POTENZIALE è l’energia posseduta da un corpo
per il fatto di trovarsi in un campo di forze a cui esso è
sottoposto. Nel caso del campo gravitazionale, lenergia
potenziale è espressa dalla formula Ep = mgh in cui m è la
massa del corpo, g è l’accelerazione di gravità (per la Terra
g=9,8 m/s2) e h è la quota da cui il corpo può cadere.
Conservazione dell’energia
• Un sistema è un insieme di corpi interagenti tra loro
• Un sistema si dice chiuso se non scambia energia con l’esterno
del sistema stesso
• Per un sistema chiuso vale il PRINCIPIO DI
CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA: l’energia totale di
un sistema chiuso si conserva (cioè è costante, tenedo conto
nell’accezione di energia di tutte le sue possibili forme,
meccanica, termica, ecc.)
• Se l’unica forma di energia posseduta da un sistema è di tipo
meccanico e il sistema è chiuso, vale il TEOREMA DI
CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA MECCANICA: la
somma di energia cinetica ed energia potenziale di tutto il
sistema rimane costante, pur trasformandosi da un tipo all’altro
e viceversa (es.: un corpo che cade in assenza di attrito vede la sua energia
meccanica totale cambiare forma – da potenziale a cinetica – ma rimanere costante
nella somma dei due tipi)
Fenomeni periodici
• Un fenomeno si dice periodico se si ripete identicamente a se
stesso nel tempo con una certa periodicità
• Il tempo trascorso dall’inizio di un evento periodico all’inizio
della successivo si dice PERIODO T (si misura in secondi)
• Il numero di eventi per unità di tempo si dice FREQUENZA f
(si misura in cicli/s o eventi/s, detti “hertz”, simbolo: Hz)
• Il periodo e la frequenza sono, di conseguenza, legati dalla
relazione: f = 1/T
T
tempo
f, T
T’
tempo
f’>f, T’<T
Fenomeni ondulatori
• Un fenomeno periodico, come l’oscillazione periodica del
valore di una certa grandezza, se si propaga nello spazio si dice
ONDA
• Un’onda è caratterizzata dagli stessi parametri di ogni fenomeno
periodico, ma necessita – in aggiunta – di altre due grandezze
caratterizzanti:
– La lunghezza d’onda λ (lettera greca “lambda”) pari alla distanza tra
due picchi dell’onda in metri)
– La velocita di propagazione dell’onda v (in m/s)
T
• La lunghezza
d’onda, la frequenza e la velocità di un’onda sono
legate dalla relazione: λ · f = v
λ
spazio
Ampiezza e intensità
• Si dice ampiezza di un’onda il valore massimo A (in valore
assoluto) che assume la grandezza oscillante, che varia quindi
periodicamente da –A a +A, passando per il valore zero
• L’intensità I del fenomeno associato alla propagazione
ondulatoria (es.: l’intensità luminosa o il “volume” del suono)
sono proporzionali al quadrato dell’ampiezza dell’onda stessa:
Ι ∼ Α2
A
spazio
