Energia e propria trasformazione/conservazione

[melania.castucci.1]

I problemi sono i seguenti:
1- una nocciola riscaldata posta all'interno di un calorimetro cede 18,200j a 100g di acqua. calcolare l'aumento della temperatura e spiegare il funzionamento del calorimetro

2-descrivere analiticamente i due principali tipi di energia cinetica e di energia potenziale gravitazionale; enunciare anche le relative formule inverse facendo l'analisi dimensionale verificandone la correttezza.
3-enunciare sia teoricamente che analiticamente,il principio di conservazione dell'energia meccanica di un corpo
4-un libro di 636g è lasciato cadere ed arriva al suolo con la velocità di 3,6kg; trascurando l'atrito dell'aria,calcolare l'energia potenziale gravitazionale prima che venga lasciato cadere,per la risoluzione del problema parte dell'enunciato completo della legge di conservazione dell'energia meccanica di un corpo

ancora grazie in anticipoo :)



jk

[ce8c0e31f941cc14ed8def9a9c5c3a60a8400d85]

1. Il calorimetro delle mescolanze è costituito da un vaso di Dewar in cui
viene versata dell'acqua e, successivamente, la sostanza in esame; all'interno
del calorimetro sono posti un termometro e un agitatore. Il calore specifico
della sostanza viene dedotto dalla variazione di temperatura dell'acqua: a
causa della non nulla capacità termica del calorimetro è necessario introdurre
un equivalente in acqua del calorimetro, che tenga conto del calore assorbito
o ceduto da esso durante la misura.

2. Ricordando che per riscaldare

[math]1\,g[/math]

d'acqua di

[math]1\,°C[/math]

ci vuole

[math]1\,cal[/math]

e
dal momento che

[math]\small 1\,cal = 4.186\,J[/math]

, per innalzare la temperatura di

[math]\small 1\,°C[/math]

a

[math]100\,g[/math]

d'acqua serve un'energia pari a

[math]418.6\,J[/math]

. Dunque, avendo fornito
un'energia pari a

[math]\small 18200\,J[/math]

, l'aumento di temperatura è pari a

[math]\small \frac{18200}{418.6} \approx 43.5\,°C\\[/math]

.

3. Con il termine energia cinetica si indica l'energia associata al movimento
dei corpi. L’energia cinetica di un oggetto di massa

[math]m[/math]

, la cui velocità

[math]v[/math]

_
sia molto più piccola di quella della luce, si calcola con la formula:

[math]\small E_c = \frac{1}{2}m\,v^2[/math]

.
Analisi dimensionale:

[math][E_c] = kg\cdot\frac{m^2}{s^2} = \left(kg\cdot \frac{m}{s^2}\right)\cdot m = N \cdot m := J\\[/math]

.

4. L'energia potenziale è l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua
posizione o composizione. L'energia potenziale gravitazionale di un corpo di
massa

[math]m[/math]

, sottoposto ad un'accelerazione

[math]g[/math]

e posto ad un'altezza

[math]h[/math]

dal
suolo si calcola con la formula:

[math]E_p = m\,g\,h[/math]

. Analisi dimensionale:

[math][E_p] = \left( kg \cdot \frac{m}{s^2}\right) \cdot m = N \cdot m := J\\[/math]

.

5. Il principio di conservazione dell’energia meccanica sancisce che, in un
qualsiasi processo, l’energia totale si conserva:

[math]E_m := E_c + E_p = cost.\\[/math]

6. Nell'istante in cui il libro viene lasciato cadere possiede esclusivamente
energia potenziale gravitazionale

[math]E_p[/math]

, mentre un istante prima dell'im-
patto col terreno possiede esclusivamente energia cinetica

[math]E_c = \frac{1}{2}m\,v^2[/math]

.
Dunque, imponendo il principio di conservazione dell'energia meccanica,
si ha

[math]0 + E_p = \frac{1}{2}m\,v^2 + 0[/math]

da cui

[math]E_p = \frac{1}{2}m\,v^2\\[/math]

.

Spero sia sufficientemente chiaro. ;)