Un sistema in cui sono presenti forze non conservative
Categoria: FISICA | LAVORO ED ENERGIA | LAVORO DELLE FORZE NON CONSERVATIVE
Un sistema in cui sono presenti forze non conservative evolve da una configurazione iniziale in cui l’energia cinetica è 24 J e quella potenziale è 45 J, a una configurazione finale in cui l’energia cinetica è 32 J e quella potenziale 26 J. Calcola il lavoro compiuto dalla forze non conservative.
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) Lavoro delle Forze Non Conservative
Abbiamo ampiamente parlato della differenza tra forze conservative e non, analizzando le energie potenziali delle prime e focalizzandoci su di esse. Per concludere il capitolo, passiamo ora a studiare le seconde, il loro comportamento, il loro lavoro e come influiscono sulla conservazione dell’energia totale di un sistema. Daremo dunque tutte le definizioni necessarie per risolvere l’ultima tipologia di esercizi riguardanti “Lavoro & Energia“, così da avere una visione a 360° di questo argomento.
In questo esercizio vi è un sistema in cui sono presenti delle forze non conservative. Esso evolve la sua configurazione portando l’energia meccanica a modificarsi. Ciò significa che possiamo determinare il lavoro compiuto da queste forze come differenza tra l’energia meccanica iniziale e quella finale. Sancito questo fatto, non ci resta che sostituire i valori numerici, fare i calcoli e ottenere così il risultato richiesto.
So che il lavoro compiuto dalle forze non conservative è pari alla variazione di energia meccanica del sistema. Pertanto:
$$L_{nc}=\Delta E_{m}=E_{m_f}-E_{m_0}=$$
$$=K_f+U_f-K_0-U_0$$
Sostituendo i valori numerici ottengo:
$$L_{nc}=(32+26-24-45)J=-11J$$
