Nel documento che segue propongo e risolvo 6 esercizi che coinvolgono l’ energia meccanica.
Vengono applicati il principio di conservazione dell’energia meccanica (presenza di forze di tipo conservativo) ed il principio di conservazione dell’energia totale (terema lavoro-energia) utile nel caso più generale di presenza di forze non conservative ossia in presenza della forza di attrito.
In alcuni tratti la soluzione può apparire un po’ schematica e me ne scuso ma ritengo possa esservi comunque di stimolo alla riflessione.
In questo articolo ripassiamo alcune conoscenze di base relative al triangolo rettangolo, il teorema di Pitagora e le caratteristiche dei triangoli rettangoli detti “notevoli” .
Il materiale didattico è costituito da un documento pdf ed una video lezione.
Trasformazioni termodinamiche e primo principio – Schema riassuntivo
Nella video lezione che ho preparato cerco di descrivere un quadro riassuntivo per quanto riguarda le trasformazioni termodinamiche ed il primo principio della Termodinamica. Ripassiamo inoltre il concetto di calore specifico molare e capacità termica, parametri spesso utili per risolvere correttamente gi esercizi sulla Termodinamica.
Dopo le necessarie premesse ( o meglio, prerequisiti) visti nell’articolo https://nicodinelli.it/la-termodinamica-e-le-premesse-ai-principi/, nella video-lezione che segue presento il Primo principio della Termodinamica e la convenzione usualmente adottata per il segno del lavoro e del calore scambiato. A seguire analizzo la sua applicazione alle trasformazioni studiate.
Nella video lezione che segue metto in relazione il Primo principio con l’esperimento di Joule sull’energia interna di un sistema in espansione libera a ulteriore conferma delle deduzioni della teoria cinetica molecolare.
Nella video lezione che segue cerchiamo di comprendere meglio il modello di trasformazione termodinamica quasi statica.
Nelle due video lezioni che seguono affrontiamo il concetto di lavoro nelle trasformazioni termodiamiche e cerchiamo di comprenderne il calcolo nelle trasformazioni fondamentali:isocora, isobara, isoterma, adiabatica.
Nella video lezione che segue riprendiamo i concetti di calore specifico, calore specifico molare e capacità termica e li appichiamo alle trasformazioni termodinamiche. In particolare analizzeremo i casi di trasformazione isobara e isocora.
Nella video lezione che segue vediamo come calcolare il calore scambiato durante una trasformazione termodinamica.
Nella video lezione che segue riprendiamo l’energia interna e vediamo come calcolare la sua variazione in relazione alle varie trasformazioni temodinamiche.
Il nostro percorso terorico all’interno del primo principio della termodinamica sta per concludersi. Nella video lezione che segue vediamo il concetto di ciclo termodinamico e analizziamo il lavoro compiuto dal sistema.
Nel capitolo della Termodinamica la fisica studia le leggi con le quali un sistema scambia energia con l’ambiente che lo circonda. In particolare, analizza i processi coinvolgono il lavoro meccanico ed il calore scambiato.
Con le video-lezioni che seguono espongo i prerequisiti, ossia le conoscenze di base, che ritengo possano consertirti una piena comprensione del primo principio della Termodinamica.
La prima video-lezione che segue è una introduzione in cui descrivo che cosa è la Termodinamica e come è fatta una macchina a vapore ideata da Newcomen e Watt.
Nella seconda video-lezione presento alcune premesse utili alla comprensione dei principi della Termodinamica: in particolare affronto le ipotesi e le conclusioni della teoria cinetica molecolare (o teoria cinetica deI gas).
Con la terza video-lezione svolgo un ripasso sui concetti di caloria, calore ed equivalente meccanico del calore ottenuto dal fisico Watt.
Nella quarta video-lezione illustro il concetto di energia interna e la sua variazione.
Principali tipi di relazioni matematiche tra grandezze fisiche – Prof. Nico Dinelli
In questo articolo analizzeremo i principali tipi di relazioni matematiche (di norma indicate con il termine proporzionalità o funzionali) che posso legare due grandezze fisiche:
la proporzionalità diretta, la dipendenza lineare, la proporzionalità (diretta) quadratica e infine la proporzionalità inversa.
INTRODUZIONE
LA PROPORZIONALITA’ DIRETTA
Due grandezze X e Y risultano direttamente proporzionali tra loro se verificano una delle tre condizioni che ti mostro nel materiale didattico che segue. E’ facile accorgersi che in realtà quando una condizione è soddisfatta lo sono automaticamente tutte e tre contemporaneamente.
Nel video che segue analizziamo per prima la relazione di dipendenza di proporzionalità diretta.
Questo tipo di relazione tra grandezze fisiche è il più semplice da studiare ed è caratterizzato da un grafico cartesiano costituito da una retta che passa per l’origine degi assi.
La scheda che segue sintetizza le caratteristiche della propoporzionalità diretta.
Qui sotto inserisco la scheda sinetica in formato pdf scaricabile.
Dopo la proporzionalità diretta vediamo le caratteristiche della dipendenza lineare.
Questo tipo di relazione matematica è un caso più generale della proporzionalità diretta analizzata nella video lezione precedente.
Infatti, il grafico cartesiano è rappresentato da una retta che in generale non passa per l’origine degli assi.
Il punto di incontro tra la retta e l’asse delle y ordinate di norma è indicato con la lettera q .
LA PROPORZIONALITA’ QUADRATICA
Due grandezze in relazione di proporzionalità quadratica sono descritte sul piano cartesiano da una parabola.
Nella video lezione che segue riassumo le proprietà di questo tipo di funzione.
LA PROPORZIONALITA’ INVERSA (o “INDIRETTA”)
In analogia alla proporzionalità diretta, due grandezze X e Y risultano inversamente proporzionali tra loro se verificano una delle tre condizioni che ti mostro nel materiale didattico che segue. E’ facile accorgersi che in realtà quando una condizione è soddisfatta lo sono automaticamente tutte e tre contemporaneamente.
La densità è una caratteristica propria di ogni sostanza omogenea: ciò significa che assume lo stesso valore per tutti i corpi costituiti da quella stessa e unica sostanza.
Essa dipende dalla temperatura e dalla pressione a cui un corpo è sottoposto e dallo stato fisico a cui si trova: stato solido, liquido o aeriforme (gassoso).
Si tratta di una grandezza di tipo intensivo: sono di questo tipo tutte quelle proprietà delle sostanze che non dipendono dalla quantità di materia o dalle dimensioni ma soltanto dalla sua natura (ossia dalla sua composizione e dalla sua struttura molecolare) e dalle condizioni (vedi temperatura e pressione) a cui si trova. Altri esempi di grandezze intensive sono la temperatura, la pressione, il volume specifico.
Al contrario si dicono estensive tutte le proprietà che dipendono dalle dimensioni della sostanza in esame, come ad esempio: la massa ed il volume.
Indicando con m la massa di un corpo e con V il suo volume, la densità d ( o in alcuni testi indicata con la lettera greca ρ che si legge “ro“), la densità si calcola dividendo massa e volume:
d = m/v
L’unità di misura della densità nel Sistema Internazionale (S.I.) è (kg/m3).
Se un corpo non è omogeneo (cioè non è costituito da una sola sostanza oppure presenta delle cavità) allora si parla di densità media.
Come già precedentemente sottolineato, la densità è una grandezza influenzata dalla pressione e dalla temperatura.
La tabella che segue riporta i valori di alcune sostanze alla pressione atmosferica (1 atm = 101325 N/m2 o Pa a livello del mare) e alla temperatura di 20 °C se non diversamente specificato.
Tabella delle densità media di alcune sostanze alla pressione atmosferica ed alla temperatura di 20° C se non diversamente specificato.
In Fisica con il termine viscosità si individua la grandezza fisica che esprime la resistenza di un fluido allo scorrimento. Tale fenomeno è dovuto ad attriti interni tra le molecole del fluido e con la parete del contenitore o del condotto in cui fluisce.
Qui sotto vi propongo alcuni miei appunti e video ed una video-lezione sulla viscosità.
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