In fisica, con il termine sistema si indica la porzione
dell'universo oggetto dell'indagine scientifica.universo Quanto non
compreso nel sistema viene indicato con il termine ambiente ed
considerato solo per i suoi effetti sul sistema. La distinzione tra
sistema e ambiente solitamente stabilita dal ricercatore con
l'obiettivo di selezionare alcuni aspetti di un fenomeno fisico per
semplificarne l'analisi.
http://it.wikipedia.org/wiki/Sistema_fisica
Slide 4
Quando non ci sono trasferimenti di energia attraverso il
confine tra il sistema e lambiente circostante il sistema
isolato
Slide 5
Una palla in caduta libera. prendiamo come sistema la palla e
la terra. La palla e la terra interagiscono tramite la forza
gravitazionale. se non ci sono altre forze in azione sulla palla
lunica forza quella peso, allora questo sistema isolato
Slide 6
E system =0 La variazione di energia del sistema nulla perch
non ci sono passaggi di energia per il confine del sistema Pertanto
non cambia lenergia totale del sistema isolato
Slide 7
Lenergia di un sistema, in generale si presenta sotto tre
diverse forme: Energia cinetica K (associata al movimento) Energia
potenziale U (associata con la posizione) Energia interna Ei
(associata con la temperatura del sistema)
Slide 8
E mech =K+U Definiamo lenergia meccanica come la somma
dellenergia cinetica e di tutte le energie potenziali del
sistema.
Slide 9
Le forze non conservative, come lattrito, che agiscono
allinterno di un sistema, causano una variazione dellenergia
meccanica trasformandola in energia interna.
Slide 10
In un sistema isolato, privo di forze non conservative,
lenergia interna non varia di conseguenza il principio di
conservazione dellenergia E system =0 Diventa E mech =0 E mech =K +
U=0 si conserva lenergia meccanica
Slide 11
In un sistema isolato, con forze non conservative, lenergia
interna varia e di conseguenza il principio di conservazione
dellenergia E system =0 Diventa E mech + E i =0, ma Ei=f a d E mech
=K + U= - f a d non si conserva lenergia meccanica
Slide 12
In un sistema non isolato, senza forze non conservative, se il
trasferimento di energia avviene tramite il lavoro, il principio di
conservazione dellenergia E system =W ambiente E i =0 perch non ci
sono forze non conservative, E mech =K + U= W ambiente, Lenergia
meccanica del sistema pu crescere o diminuire.
Slide 13
Slide 14
Un corpo di massa m=0.250Kg posto sulla sommit di una molla
verticale con k=5000 N/m e la comprime per 10cm. Quando il corpo
viene rilasciato la molla si espande; il corpo viene spinto verso
lalto, lascia la molla e prosegue nellascesa finch la sua velocit
diventa nulla. Quale altezza massima, misurata dal punto del
rilascio, raggiunge questo corpo ?
Slide 15
Il corpo + la terra costituiscono un sistema isolato se
trascuriamo le forze viscose dattrito dellatmosfera. Non ci sono
forze non conservative allinterno del sistema; pertanto si conserva
lenergia meccanica: Lenergia iniziale solo elastica potenziale
della molla: Ei=(1/2 )kx**2 Lenergia finale quella potenziale
gravitazionale Ef=Ug=mgh Ei=Ef mgh=(1/2)kx**2
h=k(x**2)/2mg=(5000)x(0.1)x(0.1)/(2x(0.250)x 9.80)=10.2m
Slide 16
Due corpi sono collegati con una corda che scorre tramite una
carrucola: m1=5.00kg, m2 incognito. m1 rilasciato da riposo ad
unaltezza h=4.00m a) Calcola v2 appena prima che m1 tocchi terra.
b) Calcola la hmax di m2.
Slide 17
Il sistema isolato; non c attrito Si conserva lenergia
meccanica Ei=U1=m1 g h1 Ef= m2gh2+K1+K2, ma v1=v2 Ei=Ef
m1gh1=m2gh2+K1+K2 h1=h2=h v1=v2=v m1gh=m2gh+(1/2)(m1+m2)v**2 v**2=
2gh(m1-m2)/(m1+m2)
Slide 18
Un corpo di massa m=5.00kg rilasciato dal punto A e scivola
sulla pista senza attrito. Calcola la sua velocit nei punti B e
C.
Slide 19
Non c attrito lungo lo scivolo a) il sistema terra persona
isolato ? b) c una forza non conservativa in azione nel sistema ?
c) indica lenergia totale del sistema quando la persona in cima
allo scivolo d) Nella posizione di lancio ? e) Nella posizione
ymax?
Slide 20
a) non ci sono scambi di energia con lambiente pertanto il
sistema isolato b) non ci sono forze non conservative c) di
conseguenza si conserva lenergia meccanica Emech=K + U=0
Slide 21
Un corpo m scende lungo lo scivolo indicato in figura. La pista
ha attrito solo nel tratto compreso tra i punti B e C. Il corpo m,
alla fine del suo percorso lungo questa pista comprime la molla di
costante elastica k=2250N/m e si ferma per un attimo. a) Calcola il
coefficiente dattrito .
Slide 22
Il sistema possiamo considerarlo isolato, ma c in azione la
forza non conservatica dellattrito che causa una variazione di
energia interna. Pertanto lenergia meccanica non si conserva e
lequazione da usare per risolvere il problema : K + U= - f a d
Slide 23
Il corpo parte da fermo e si ferma allarrivo pertanto :
K=0,