Forza cunservativa è forza micca cunservativa
1. Forza Cunservatrice
1.1 Pesu (w)
Osservate un ughjettu chì si move verticalmente versu l'altu finu à ghjunghje à una altezza massima prima di spustassi versu u bassu versu a so pusizione iniziale. Quandu si move verticalmente versu l'altu di h, u pesu hè in direzzione opposta à u spustamentu. Cusì, u pesu face un travagliu negativu nantu à l'ughjettu.
W = wh (cos 180 o ) = – wh = – mgh
Dopu avè righjuntu una altezza massima, l'ughjettu si move in ghjò versu a so pusizione iniziale di h. Quandu si move in ghjò, u pesu hè in a listessa direzzione chè u spustamentu. Perchè hè in a listessa direzzione chè u spustamentu, u pesu face un travagliu pusitivu.
W = wh (cos 0 o ) = wh = mgh
A massa di l'ughjettu (m), l'accelerazione gravitazionale (g) è l'altezza (h) sò listesse, dunque u travagliu hè fattu da u pesu postu chì l'ughjettu cumencia à spustassi verticalmente in sù finu à ch'ellu torna à a so pusizione iniziale chì hè zero.
W = mgh – mgh = 0
1.2 Forza di primavera
Osservate una molla posta in pusizione urizzuntale. Sè l'estremità diritta di a molla hè spinta o cumpressa à manca, a molla esercita una forza di spinta à diritta. Pudete pruvà questu cumpressendu una molla. Per esempiu, mette un oggettu à l'estremità diritta, poi appughjà l'oggettu à manca. Dopu chì a molla si devii di Δx, cacciate a manu da l'oggettu è da a molla. Quandu a manu ùn hè più in cuntattu cù a molla, a molla spingerà l'oggettu torna à diritta.
Quandu l'ughjettu si move à manca, a direzzione di u so muvimentu è di u so spustamentu sò opposte à a direzzione di a forza di a molla. Siccome e direzzione sò opposte l'una à l'altra, a forza di a molla face un travagliu negativu.
W = – ½ k (Δx) 2
Quandu l'ughjettu si move à diritta, a direzzione di u so muvimentu è di u so spustamentu hè a listessa chè a forza di a molla. Siccome e direzzione sò listesse, a forza di a molla face un travagliu pusitivu.
W = ½ k (Δx) ²
A molla aduprata hè a listessa, dunque a custante di a molla (k) hè a listessa. A deviazione di a molla (Δx) hè ancu a listessa.
Cusì, u travagliu hè fattu da u pesu quandu l'ughjettu cumencia à spustassi à manca di Δx è dopu si move torna à diritta di Δx hè zero.
W = ½ k (Δx) 2 – ½ k (Δx) 2 = 0
U travagliu hè fattu da u pesu è da a forza di a molla dapoi chì l'ughjettu principia à spustassi da a so pusizione iniziale finu à ch'ellu torna quì hè uguale à zeru. Sè u travagliu hè statu fattu da una forza dapoi ch'ellu si move da a so pusizione iniziale finu à ch'ellu torna quì hè uguale à zeru, a forza hè chjamata forza cunservativa. Cusì, a forza di a molla è u pesu sò esempi di forze cunservative.
2. Forza Non Cunservativa
Osservate un oggettu chì hè spintu à diritta è dopu spintu in daretu à manca. Quandu l'oggettu si move o si spiazza à diritta, a direzzione di u spustamentu di l'oggettu hè a listessa direzzione chè a direzzione di a forza di spinta (F) è opposta à a direzzione di a forza di attritu cinetica (f k ). Siccomu hè in a listessa direzzione chè u spustamentu, a forza di spinta face un travagliu pusitivu nantu à l'oggettu.
W = F s
À u cuntrariu, a forza di attritu cinetica face un travagliu negativu nantu à l'ughjettu.
W = – f k s
U travagliu hè statu fattu da a forza di spinta è a forza di attritu nantu à l'ughjettu quandu l'ughjettu cumencia à spustassi da a so pusizione iniziale finu à ch'ellu torna quì hè:
W = 2 F s
W = -2 f k s
U travagliu hè fattu da a forza di spinta è a forza di attritu cinetica dapoi chì l'ughjettu cumencia à spustassi da a so pusizione iniziale finu à ch'ellu ci torna ùn hè micca uguale à zeru. Sè u travagliu fattu da una forza dapoi chì l'ughjettu cumencia à spustassi da a so pusizione iniziale finu à ch'ellu ci torna ùn hè micca uguale à zeru, a forza hè chjamata forza micca cunservativa. Cusì, a forza di spinta è a forza di attritu cinetica sò esempi di forze micca cunservative.
1. Chì ghjè una forza cunservativa ? Una forza cunservativa hè una forza per a quale u travagliu fattu per spustà un ughjettu trà dui punti hè indipendente da a traiettoria seguita. E forze gravitazionali è elettrostatiche sò esempi di forze cunservative.
2. Cumu hè ligatu u travagliu fattu da una forza cunservativa à l'energia putenziale ? U travagliu fattu da una forza cunservativa annantu à un ughjettu chì si move da u puntu A à u puntu B hè uguale à u cambiamentu negativu di l'energia putenziale (∆U) trà questi dui punti: Questu significa chì se un ughjettu guadagna energia putenziale, u travagliu fattu da a forza cunservativa hè negativu, è vice versa.
3. Chì ghjè una forza micca cunservativa ? Una forza micca cunservativa hè una forza per a quale u travagliu fattu per spustà un ughjettu trà dui punti dipende da u percorsu pigliatu. L'attritu è a resistenza di l'aria sò esempi tipici di forze micca cunservative.
4. Cumu una forza micca cunservativa affetta l'energia meccanica di un sistema ? Una forza micca cunservativa pò cambià l'energia meccanica tutale (somma di l'energie cinetiche è putenziali) di un sistema. Questu hè perchè u travagliu fattu da una forza micca cunservativa ùn hè micca immagazzinatu cum'è energia putenziale, ma hè generalmente trasfurmatu in altre forme d'energia, cum'è u calore.
5. Cumu si pò determinà s'è una forza hè cunservativa o micca cunservativa aduprendu un percorsu in ciclu chjusu ? Per una forza cunservativa, u travagliu nettu fattu nantu à un ughjettu dopu avè percorsu un percorsu cumpletu in ciclu chjusu hè zeru. Sè u travagliu nettu fattu annantu à un ciclu chjusu ùn hè micca zeru, a forza hè micca cunservativa.
6. Chì rolu ghjoca a curvatura di un campu di forza per determinà s'ella hè cunservativa ? Sè a curvatura di un campu di forza hè nulla in ogni locu in u spaziu, a forza hè cunservativa. Sè a curvatura ùn hè micca nulla, allora a forza hè micca cunservativa.
7. Cumu hè ligata l'energia putenziale gravitaziunale à e forze cunservative ? L'energia putenziale gravitaziunale nasce per via di a natura cunservativa di a forza gravitaziunale. Un aumentu di l'altezza in un campu gravitaziunale porta à un aumentu di l'energia putenziale gravitaziunale, mentre chì u travagliu fattu da a forza gravitaziunale hè negativu, ciò chì implica una diminuzione di l'energia putenziale quandu un ughjettu si avvicina à a Terra.
8. Perchè l'attritu ùn hà micca una energia putenziale assuciata cum'è l'altre forze cunservative ? L'attritu hè una forza micca cunservativa; dunque, u travagliu fattu da l'attritu ùn hè micca immagazzinatu cum'è energia putenziale. Invece, hè spessu trasfurmatu in altre forme, cum'è u calore, è ùn pò esse cumpletamente recuperatu cum'è energia meccanica.
9. In un scenariu induve un oggettu scivola longu un pianu inclinatu, cumu ghjocanu un rolu e forze cunservative è micca cunservative ? Quandu un oggettu scivola longu un pianu inclinatu, a forza gravitazionale, una forza cunservativa, agisce nantu à l'oggettu, cunvertendu a so energia putenziale in energia cinetica. S'ellu ci hè attritu trà l'oggettu è u pianu inclinatu (una forza micca cunservativa), si opponerà à u muvimentu è riducerà l'energia cinetica di l'oggettu, cunvertendu una parte di ella in calore.
10. L'energia tutale di un sistema pò esse cunservata ancu s'è forze micca cunservative sò in ghjocu ? Iè, l'energia tutale di un sistema (cumprese tutte e forme d'energia cum'è meccanica, termica, ecc.) ferma cunservata secondu a lege di cunservazione di l'energia. Tuttavia, quandu e forze micca cunservative agiscenu, l'energia meccanica (somma di l'energie cinetiche è putenziali) ùn pò micca esse cunservata perchè una parte di ella hè cunvertita in altre forme d'energia, cum'è u calore o u sonu.
