forze di attrito F F s L = F ⋅ s = – F s L = F ⋅ s = – F s L = – 2 F s ≠ 0
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forze di attrito F F s L = F ⋅ s = – F s L = F ⋅ s = – F s L = – 2 F s ≠ 0
FORZE DISSIPATIVE forze di attrito → s ESEMPIO → FA A B → s → A → B → LAB = FA⋅ s = – FA s → FA → LBA = FA⋅ s = – FA s Ltotale = – 2 FA s ≠ 0 + (traiettoria chiusa) LF_cons= -ΔU=Ui-Uf LF_non cons= -Q<0 L’energia spesa da un oggetto contro le forze d’attrito viene convertita generalmente in calore Q. L’attrito causa la trasformazione di energia meccanica in energia termica La+ LF_cons + LF_non cons =ΔT La =ΔT+ΔU+Q Il lavoro dalle forze applicate La che agiscono sul sistema è uguale alla variazione di energia cinetica e di energia potenziale più l’energia dissipata in calore o comunque trasformata in un’altra forma di energia 2 Esempio: Una sciatrice raggiunge la base di una discesa con velocita` di 20m/s e girando gli sci da un lato si ferma. Il coefficiente d’attrito dinamico in quest’ultima situazione è µd=2.5. Calcolare lo spazio s percorso prima di fermarsi. •Inizia a frenare quando è arrivata in piano quindi non c’è alcuna variazione di energia potenziale dovuta alla forza peso ΔU=0 •In fase di frenamento varia solo l’energia cinetica. Inizialmente Ti=1/2 mv2 Alla fine Tf=0 Forza d’attrito dinamico F=µdN con N=mg ; Lavoro fatto dalla forza d’attrito L=- µdNs=0-1/2 mv2 da cui si ricava s s=1/2 (v2/µdg)=8.2m 3 Conservazione dell’energia totale •L’energia si presenta in varie forme •L’energia può trasformarsi in varie forme ma non può essere ne creata ne distrutta •Se su un dato sistema non agisce alcuna forza applicata ΔT+ΔU+Q=0 ossia ΔEmeccanica+Q=0 Non c’è variazione dell’energia totale (meccanica +termica), l’energia totale si conserva 4 POTENZA MECCANICA POTENZA r r r r r r "L F • "s "s W = = =F• = F •v "t "t "t Dimensioni della potenza [W ] = [ M ][ L][ t ] "2 [L][ t ] "1 2 = [ M ][ L] [ t ] ! di misura della potenza Unita` S.I. C.G.S. –1 watt (W) = joule s ! erg s–1 sistemi pratici kgmetro s–1, hp 1 hp = 75 kgm s–1 = 735 watt 5 "3 RENDIMENTO macchina T, U, Q attriti η Lmeccanico perdita di energia η<1 L η (%) = 100 Etotale L = lavoro meccanico utile prodotto dalla macchina Etotale = energia totale impiegata 6 LA POMPA CARDIACA CUORE : muscolo energia potenziale chimica η < 100% lavoro meccanico + calore processi biochimici all'origine della contrazione muscolare e quindi della produzione di energia; 7 Esempi: un uomo di 735N di peso sale una rampa di scale alta 3.00m in 2.00s. Calcolare : •quanto lavoro compie; Lp=-ΔU=Ui-Uf=-mgh lavoro fatto dalla forza peso lavoro fatto dall’uomo Lu=-Lp=mgh =735x3=2.20x103J •la potenza media sviluppata. W=L/t=mgh/t=2205/2=1.10x103W 8