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PRESSIONE
Una quantità che permette di considerare non solo l’intensità di una forza ma anche come viene distribuita su di una superficie è la pressione definita appunto come l’intensità di una forza (perpendicolarmente alla superficie) divisa per la superficie stessa:
Tale quantità si misura quindi in , unità di misura detta anche Pascal che è indicata col simbolo . Una forza può esercitare una pressione enorme se è applicata su di una piccola superficie.
Esempio 1: La pressione che l’aria esercita su qualsiasi superficie (al livello del mare) è stata misurata per la prima volta da Evengelista Torricelli nel ‘600 e risulta pari alla pressione di una colonna di mercurio alta . Da allora è diventato di uso comune misurare la pressione in “millimetri di mercurio”. Risulta che 1 millimetro di mercurio è pari a , per cui avremo
Esempio 2: Pressione dell’ago di una siringa sulla pelle. Supponiamo ad esempio che la forza esercitata sulla siringa sia pari al peso di una mano di massa pari a e che la punta dell’ago abbia un’area di . Avremo una pressione sulla pelle del paziente pari a
Che è pari a circa 100 volte la pressione atmosferica ed equivalente alla pressione di una colonna d’acqua alta !
LAVORO
La quantità che misura l’efficacia di una forza nello spostare oggetti è il lavoro, definito come il prodotto scalare di forza e spostamento
Cioè è dato dal modulo dello spostamento per la componente della forza in direzione dello spostamento (o viceversa). Si misura in Joule dove .
Esempi:
a) Se spingo per una valigia con una forza di ,diretta nella direzione dello spostamento, compio un lavoro, indipendentemente dalla massa della valigia (questa influenzerà invece la durata temporale del moto in quanto, fissata la forza, una valigia più pesante si muoverà più lentamente).
b) Se correndo in auto applico una forza frenante, essa compie un lavoro negativo perchè detta forza avrà direzione opposta allo spostamento.
c) Se tiro un oggetto con un angolo di 60° rispetto a un piano orizzontale il lavoro della mia forza sarà pari a metà della forza per lo spostamento.
d) Se camminando trasporto una valigetta tenendola in mano sempre alla stessa altezza da terra non compio nessun lavoro in quanto la forza che applico alla valigetta è perpendicolare allo spostamento e quindi il loro prodotto scalare è nullo.
Nei quattro casi abbiamo: a) forza e spostamento paralleli, lavoro massimo; b) forza e spostamento antiparallleli, lavoro negativo; c) forza e spostamento che formano un angolo acuto, lavoro positivo ma non massimo; d) forza e spostamento perpendicolari, lavoro nullo.
ENERGIA
L’energia di un corpo è la capacità che esso ha di compiere un lavoro e si misura quindi nella sua stessa unita di misura (). Esistono varie forme di energia che si possono convertire le une nelle altre.
Energia cinetica: è l’energia legata al movimento di un corpo. Si può calcolare tramite la formula dove e sono la massa e la velocità del corpo.
Energia potenziale gravitazionale: è l’energia che un corpo possiede perchè si trova in una certa posizione nel campo gravitazionale terrestre. Vicino alla superficie della terra può essere calcolata come dove è la massa del corpo, è l’accelerazione di gravità e è l’altezza rispetto ad un piano di riferimento (ad esempio rispetto al suolo).
Energia potenziale elastica: è l’energia immagazzinata in corpi elastici (come molle o elastici) quando vengono tesi o compressi.
La somma di energia cinetica, potenziale gravitazionale e potenziale elastica viene detta energia meccanica.
Energia potenziale elettrica: è l’energia che possono avere corpi carichi posti vicino ad altre cariche elettriche.
Energia chimica: è l’energia che si può sviluppare formando o scindendo legami chimici.
Energia nucleare: è l’energia che si può sviluppare formando o scindendo nuclei atomici.
Energia luminosa: è l’energia trasportata dai quanti di luce (fotoni).
Energia termica: è l’energia che può passare da un corpo ad un altro con diversa temperatura (non è altro che l’energia cinetica degli atomi che compongono il corpo e si muovono traslando, ruotando o vibrando).
CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA
Principio di conservazione dell’energia: la somma di tutte le diverse forme di energia di un sistema (la sua energia totale), rimane costante se il sistema è isolato, cioè se non scambia massa ed energia con l’ambiente esterno. Ogni singola forma di energia può invece convertirsi in un’altra.
POTERE CALORICO DEGLI ALIMENTI
Gli organismi viventi assorbono l’energia di cui hanno bisogno tramite i cibi di cui si alimentano che sono a loro volta caratterizzati da un diverso contenuto energetico. Il potere calorico dei vari alimenti può essere misurato in “grandi calorie” pari a 1000 piccole calorie, a loro volta equivalenti ciascuna a :
Un uomo adulto che non faccia un lavoro particolarmente pesante necessita normalmente di circa al giorno pari a .
POTENZA
Uno stesso lavoro può essere compiuto più o meno velocemente, ad esempio di una lampadina ci interessa quant’è la quantità di energia luminosa che possiamo ottenere ogni secondo mentre è accesa.
S i definisce quindi la potenza, cioè il lavoro per unità di tempo
che si misura in Watt .
Attenzione: Una unità di uso comune (nelle bollette!) è il kilowattorache è l’energia consumata da un utilizzatore che assorbe una potenza pari a in un’ora. Non è quindi un’unità di misura della potenza ma dell’energia.
Fonte: http://infmestre1anno.altervista.org/index_file/Fisica2010/Dispense3.doc
Sito web da visitare: http://infmestre1anno.altervista.org/
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"Ciò che sappiamo è una goccia, ciò che ignoriamo un oceano!" Isaac Newton. Essendo impossibile tenere a mente l'enorme quantità di informazioni, l'importante è sapere dove ritrovare l'informazione quando questa serve. U. Eco
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