Tre domande per scegliere la legge
Mi serve il tempo? Il sistema è isolato? Lavorano solo forze conservative? Scegli un problema, prova una legge e guarda dove porta lo schema delle scelte.
Poi: quale energia potenziale compare? U = m·g·y per i cambi di quota, U = ½·k·(Δs)² per molle ed elastici.
Scegli qui sotto una scheda problema, poi tocca nello schema la legge che useresti. Puoi anche toccare una domanda per sapere che cosa vuol dire.
Se un problema si può risolvere sia con le leggi del moto sia con l’energia, scegli l’energia: è quasi sempre più rapido, e su una traiettoria curva è spesso l’unica strada. Le leggi del moto servono quando la domanda riguarda il tempo, che nei bilanci di energia non compare.
ΔK = Wtot vale sempre; le altre due leggi sono scorciatoie che evitano di calcolare il lavoro del peso e della forza elastica, già contato in U. E la conservazione è il caso particolare del teorema lavoro-energia con Wnc = 0.
Controllare le ipotesi non è una formalità: è l’unico passo che può invalidare tutto il resto. Se c’è attrito e lo si ignora, i conti tornano lo stesso, e il risultato è sbagliato per eccesso.
Tutte le formule del capitolo
| W = F·Δs | forza costante, parallela e concorde |
| W = −F·Δs | forza costante, parallela e discorde |
| W = 0 J | forza perpendicolare allo spostamento |
| W = F·Δs·cos α | forza costante, qualunque angolo |
| area sotto F∥–s | forza variabile |
| W = ½·k·(Δs)² | forza elastica, fino al riposo |
| W = m·g·h | forza-peso, dislivello h |
| W = −F·l | attrito dinamico, percorso lungo l |
| a·b = a·b·cos α | definizione |
| a·b = 0 | se e solo se sono perpendicolari |
| P = W / Δt | potenza media |
| P = F·v | forza e velocità parallele e concordi |
| 1 W = 1 J/s | il watt |
| 1 kWh = 3,6·10⁶ J | il kilowattora |
| K = ½·m·v² | energia cinetica |
| U = m·g·y | energia potenziale gravitazionale |
| U = ½·k·(Δs)² | energia potenziale elastica |
| E = K + U | energia meccanica |
| ΔU = −W | definizione di energia potenziale |
| ΔK = W tot | sempre |
| Kf + Uf = Ki + Ui | sistema isolato, solo forze conservative |
| W nc = ΔK + ΔU | sistema isolato, anche forze non conservative |
| v = √(2·g·h) | caduta da ferma di un dislivello h, senza attrito |
| h = v² / (2·g) | quota massima partendo con velocità v |
| d = m·v² / (2·F) | spazio di frenata con forza frenante costante |
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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