Il grafico mostra il lavoro compiuto da un motore
Categoria: FISICA | LAVORO ED ENERGIA | POTENZA
Il grafico mostra il lavoro compiuto da un motore al variare del tempo. Ripensa a come si determina la velocità istantanea di un corpo che si muove in linea retta, quando conosci il suo grafico spazio-tempo. Con la stessa logica, determina la potenza istantanea erogata dal motore al tempo t = 3,0 s.
1) Lavoro ed Energia
In questa unità didattica affronteremo due argomenti nuovi, l’uno strettamente correlato all’altro. Daremo infatti una definizione fisica al concetto di lavoro e mostreremo come esso si lega all’energia. Capiremo poi come questa relazione sia fondamentale per lo studio di quella branchia della fisica che denominiamo dinamica. Lavoro ed energia ci permettono infatti di comprendere a pieno fenomeni che osserviamo quotidianamente. Basti pensare agli sforzi che compiamo quando andiamo a correre, o alla carica improvvisa che acquisiamo quando beviamo una bevanda zuccherata. Si tratta dunque di un argomento che, per quanto possa sembrare astratto e lontano dalla tangibilità, è in realtà estremamente concreto e vicino a tutti noi.
2) Potenza
Con questa lezione introduciamo un concetto nuovo, ma di cui sicuramente ognuno di voi avrà già sentito parlare almeno una volta nella vita: la potenza. Nella vita di tutti i giorni capita spesso che non ci interessi molto del lavoro compiuto da una forza, bensì come esso si relaziona ad altre grandezze, come, ad esempio, il tempo.
Seppur venga utilizzato nei contesti più disparati, il significato fisico di potenza si avvicina notevolmente a quello che abbiamo nel nostro immaginario. Di seguito riportiamo gli aspetti fondamentali da conoscere.
In questo esercizio ci viene fornito un grafico che mostra il lavoro compiuto da un motore al variare del tempo. Analogamente a quello che facciamo quando dobbiamo determinare la velocità istantanea nel diagramma spazio-tempo, determiniamo la potenza istantanea come coefficiente angolare della retta tangente al grafico nel punto che corrisponde a quell’istante.
So che, dato il grafico spazio-tempo di un corpo che si muove in linea retta, la velocità istantanea di quel corpo è pari al coefficiente angolare della retta tangente al grafico nel punto che corrisponde a quell’istante. Analogamente varrà anche per la potenza istantanea.
Individuo quindi due punti della retta tangente, così da poterne calcolare il coefficiente angolare:
$(1s;10J)$ e $(5s;30J)$
Ricordando che il coefficiente angolare è dato da:
$$c.ang=\frac{\Delta Y}{\Delta X}$$
ho che la potenza istantanea in $t=3,0s$ vale:
$$P_{ist}=\frac{30J-10J}{5s-1s}=5W$$
