Conservazione energia meccanica

[Tizi3]

Salve a tutti! Spesso nello spiegare la conservazione dell'energia meccanica vengono utilizzati esempi di ragazzi che lanciano in aria sassi o palline e quindi tutta l'energia cinetica iniziale del sasso diventa poi energia potenziale gravitazionale. Tuttavia la conservazione dell'energia vale solo in presenza di forze conservative mentre la forza del ragazzo che lancia il sasso non è conservativa. Come si spiega ciò?

[Jonhson91]

Bè, questo perchè la conservazione dell'energia avviene dal momento in cui il ragazzo lascia il sasso lanciato in aria.

Dal momento in cui il sasso è fermo a quando lascia la mano del ragazzo, non c'è conservazione dell'energia, perchè il ragazzo compie un lavoro tramite una forza non conservativa. Ma dal momento che lascia il sasso, questo possiede una certa quantità di energia, che poi si mantiene poichè su di essa agisce solo la forza di gravità, che è appunto un campo conservativo (se ovviamente si trascura l'attrito dell'aria).

[Tizi3]

Ma quando il ragazzo sta applicando la forza non c'è conservazione dell'energia perchè un pò di essa si trasforma in calore?(In questo casao calore muscolare)

[Jonhson91]

"Tizi":Ma quando il ragazzo sta applicando la forza non c'è conservazione dell'energia perchè un pò di essa si trasforma in calore?(In questo casao calore muscolare)

Bè no, semplicemente perchè la forza applicata dal ragazzo non è una forza conservativa.

Ricordi cos'è una forza conservativa?

Una forza si dice conservativa se l'integrale di linea della forza, lungo una generica curva chiusa $ gamma $ è uguale a 0.

[Tizi3]

Grazie Johnson, avrei bisogno di un'ultimo chiarimento. Considera una palla ferma su una superficie senza attrito e priva di qualsivoglia energia potenziale. Tale palla viene spinta da una forza orizzontale F e acquista energia cinetica. La forza che ha agito è non conservativa eppure l'energia meccanica non si è dissipata in calore. Ora ti chiedo: tutte le forze non conservative prevedono che si perdi energia in calore oppure sono non conservative anche le forze che aumentano l'energia meccanica del sistema? Chiedo questo perchè quando si parla di forze non conservative si fa sempre l'esempio dell'attrito che appunto dissipa l'energia meccanica del sistema in energia termica. Grazie delle risposte.

[MattRCS86]

Provo a risponderti io...le forze conservative non sono le forze che dissipano parte dell'energia meccanica in energia interna,stai facendo confusione con la forza di attrito,statico o dinamico,che provoca perdita di energia sottoforma di energia interna. Piuttosto,pensa a una forza non conservativa come a una forza che compie un lavoro NON nullo su un percorso chiuso.
Ad esempio,se sollevi una scatola piena di pesetti fino a una certa altezza da terra,la tensione della corda,che è quella che compie il lavoro di sollevamento,avrà un certo valore.
Se poi togli metà dei pesi dalla scatola il valore della tensione cambia e se tu riporti la scatola a terra fai un lavoro minore di quello fatto all'andata.
Ora immaginati il tragitto di andata e quello di ritorno come un percorso chiuso,se fai la somma dei lavori sui due tratti ti viene un risultato diverso da zero.
Prova a fare lo stesso ragionamento con una forza conservativa (ad esempio la forza di gravità) e vedrai che ti verrà 0 il lavoro su un percorso chiuso immaginario.
Spero di essermi spiegato

[Tizi3]

Ok. Vorrei chiedere un'altra cosa. Se sempre nel caso della pallina agiscono due forze non conservative a risultante nulla: Per esempio la pallina viene spinta con una forza uguale a quella d'attrito mentre si trova ad una certa velocità v, c'è conservazione dell'energia meccanica? L'energia termica persa per attrito non viene più considerata nel sistema? Grazie delle risposte!

[Jonhson91]

Come fa ad esserci conservazione dell'energia se agiscono forze non conservative?

[Tizi3]

Agiscono due forze non conservative la cui risultante è però nulla e quindi l'energia meccanica del sistema(in questo caso è solo cinetica) si mantiene costante.

[alephy]

Ciao Tizi, in realtà se il corpo è puntiforme l'energia meccanica è conservata perchè la risultante delle forze è nulla. Se si tratta di un corpo esteso in generale forze a risultante nulla eserciteranno comunque un momento torcente sul corpo, così da aumentare l'energia associata al moto angolare dell'oggetto stesso.

[Jonhson91]

"Tizi":Agiscono due forze non conservative la cui risultante è però nulla e quindi l'energia meccanica del sistema(in questo caso è solo cinetica) si mantiene costante.

Bè sì, ma perchè il lavoro fatto dalla forza che spinge la massa se ne va in energia dispersa dall'attrito, appunto in calore.

Che l'energia non sparisca nè si generi dal nulla è il principio primo dell'universo. e' quindi ovvio che se la risultante delle forze non conservative è zero è come se quest'ultime non ci fossero, e quindi si mantiene l'energia.