Esercizio

MATERIA – FISICA

Una molla di costante elastica 240 N/m viene

Una molla di costante elastica 240 N/m viene

Testo del Quesito:

Una molla di costante elastica 240 N/m viene dilatata da una forza variabile F. Assumi che il modulo della forza F sia di poco superiore, istante per istante, alla forza elastica della molla, in modo che la dilatazione avvenga molto lentamente. Calcola il lavoro compiuto per dilatare la molla di 10 cm e l’energia potenziale elastica della molla.

Introduzione all’Argomento:

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) Energia Potenziale

Dopo aver parlato approfonditamente delle forze conservative, possiamo ora affrontare un nuovo concetto che ci accompagnerà per il resto della nostra carriera liceale: l’energia potenziale.
Essa ricopre un ruolo estremamente importante, in quanto propedeutica per i successivi argomenti. In particolare, in questa lezione, analizzeremo di due forze, quella di gravità e quella elastica, e vedremo che le rispettive energie hanno formule che ne richiamano fortemente alcune che già conosciamo.

Analisi dell’Esercizio:

In questo esercizio vi è una molla di costante elastica 240 N/m che viene dilatata da una forza variabile F. Leggendo attentamente quanto mi viene scritto nel testo, possiamo assimilare la forza variabile che agisce per dilatare la molla alla forza elastica della molla stessa. Dunque, possiamo determinare il lavoro compiuto semplicemente applicando la formula apposita. Allo stesso modo calcoliamo il valore dell’energia potenziale elastica della molla.

Risoluzione dell’Esercizio:

Leggendo attentamente quanto mi viene scritto nel testo, posso assimilare la forza variabile che agisce per dilatare la molla alla forza elastica della molla stessa.
In questa maniera posso facilmente determinare a quanto ammonta il lavoro da lei compiuto, in quanto conosco la formula che lo esprime:

$$L=\frac{1}{2}kx^2=$$

$$=\frac{1}{2}\times240N\times(0,10m)^2=1,2J$$

La stessa formula mi permette di determinare l’energia potenziale elastica della molla:

$$U=\frac{1}{2}kx^2=$$

$$=\frac{1}{2}\times240N\times(0,10m)^2=1,2J$$

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