Esercizi svolti sull’energia meccanica

ESERCIZI SVOLTI SULL’ENERGIA MECCANICA

Ciao !

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.

Spero che questo materiale vi sia utile !

Buon studio !

Nico Dinelli

https://nicodinelli.it/wp-content/uploads/2021/10/ESERCIZI-ENERGIA-MECCANICA-CON-SOLUZIONI.pdf

 

 

 

Circonferenza Cerchio Sfera

Circonferenza Cerchio Sfera

In questo articolo ripassiamo le proprietà fondamentali della circonferenza, del cerchio e della sfera.

Il materiale didattico è costituito da un documento pdf riassuntivo e da una video lezione.

PDF – CIRCONFERENZA – CERCHIO – SFERA

VIDEOLEZIONE – CIRCONFERENZA – CERCHIO – SFERA

Buon studio !

Nico Dinelli

Il triangolo rettangolo

Il triangolo rettangolo

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.

 

PDF – I TRIANGOLI RETTANGOLI NOTEVOLI

VIDEOLEZIONE – I TRIANGOLI RETTANGOLI NOTEVOLI

 

Buon studio

Nico Dinelli

 

 

Trasformazioni termodinamiche e primo principio – Schema riassuntivo

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. 

 

 

 

Buon studio !

Nico Dinelli

 

 

 

 

 

 

Il primo principio della Termodinamica

Il primo principio della 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.

 

Buon studio !

Nico Dinelli

 

La Termodinamica e le premesse ai principi

La Termodinamica e le premesse ai princìpi

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.

 

Spero di essere stato chiaro e di aiuto. 

Buon studio !

Nico Dinelli

 

 

 

Le trasformazioni adiabatiche

Le trasformazioni adiabatiche

Oltre alle trasformazioni isoterme, isobare ed isocore (isovolumiche), in Fisica è presente anche la trasformazione adiabatica.

Si tratta di una trasformazione termodinamica in cui un sistema non scambia calore con l’ambiente circostante.

Nelle due video lezioni che seguono vedremo la parte teorica ed un esempio di applicazione delle leggi della trasformazione adiabatica.

Buon studio !

Nico Dinelli

 

Sintesi delle proprietà della proporzionalità diretta

I principali tipi di relazioni tra grandezze

I principali tipi di relazioni tra grandezze

Principali tipi di relazioni matematiche tra grandezze fisiche - Nico Dinelli
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.

La proporzionalità diretta e le sue proprietà

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.

La proporzionalità diretta

LA DIPENDENZA LINEARE

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 proporzionalità inversa e le sue proprietà

Qui sotto inserisco la versione pdf della presentazione sui tipi di proporzionalità che abbiamo studiato.

Prof. Nico Dinelli – I principali tipi di proporzionalità

In aggiunta allego 3 schede con alcuni esercizi con soluzioni relativi ai tipi di proporzionalità appena studiati.

Scheda 1 sui tipi di relazione matematica - Prof. Nico Dinelli
Scheda 1 sui tipi di relazione matematica – Prof. Nico Dinelli

 

Scheda 2 sui tipi di relazione matematica - Prof. Nico Dinelli
Scheda 2 sui tipi di relazione matematica – Prof. Nico Dinelli

 

Scheda 3 sui tipi di relazione matematica - Prof. Nico Dinelli
Scheda 3 sui tipi di relazione matematica – Prof. Nico Dinelli

Buon studio !

Nico Dinelli

La densità

La densità delle sostanze

 

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 di alcune sostanze

Tabella delle densità media di alcune sostanze alla pressione atmosferica ed alla temperatura di 20° C se non diversamente specificato.

 

Qui di seguito ti propongo una video lezione in cui svolgo un esercizio di calcolo della densità spiegato in modo dettagliato e (spero) sufficientemente chiaro. 

 

Video lezione sul calcolo della densità

 

Video lezione sul calcolo della densità

 

Spero che questo materiale ti sia utile !

Buon studio !

Nico Dinelli

 

 

 

 

Fluidodinamica – La viscosità

Fluidodinamica – La viscosità

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.

Fluidodinamica_La viscosità – Scheda in formato pdf

 

Video sulla viscosità in laboratorio di Fisica ITT Ferrari

Video sulla viscosità in laboratorio di Fisica ITT Ferrari_ slow motion

Video sulla viscosità in laboratorio – Glicerolo

Buon studio !
Nico Dinelli