Variazione Energia potenziale e lavoro delle forze nonconservative
Innanzitutto salve e buone feste.
L'energia potenziale $U$ associata ad una forza conservativa $F_c$ (elastica, gravitazionale, ecc.) e' tale che il lavoro d compiuto da $F_c$ e' sempre esprimibile come $$L_c = -\Delta U= -[U_{finale} - U_{iniziale}]$$
L'energia potenziale, e la sua variazione, puo' essere associata e definita solamente per forze prettamente conservative e mai nonconservative. Questo mi fa indurre che le forze nonconservative non possano mai avere un effetto su $U$ e causarne quindi una variazione. Eppure, e' corretto che il lavoro $L_{nc}$ di una forza nonconservativa e' $$L_{nc}=\Delta E_{meccanica}=\Delta K + \Delta U$$ dove $K$ e $U$ sono l'energia cinetica e potenziale del sistema. Questo implica che la forza nonconservativa puo' avere un effetto su $U$ e causarne una variazione. Come si risolve questo intoppo mentale? Le equazioni riportate sopra derivano dal fatto che $$L_{totale}=L_{nc}+L_c = \Delta K$$
Per esempio, considerando il sistema formato dal pianeta Terra e da una palla, la forza esterna al sistema e nonconservativa $F_{nc}$ di una mano che alza la palla causa un cambiamento della posizione della palla rispetto alla Terra e conseguentemente un aumento di $U$. Ma in teoria $F_{nc}$ non dovrebbe influenzare $U$ perche' $U$ non e' definita per $F_{nc}$... Dove mi sto perdendo?
Forse la forza nonconservativa compie lavoro non nullo $L_{nc} \ne 0$ e causa un certo spostamento verticale della palla e contemporaneamente la forza conservativa di gravita' compie lavoro non nullo ed opposto con lo stesso spostamento incrementando $U$ e diminuendo $K$ mentre $L_{nc}$ tende invece ad incrementare $K$ . Quindi, "indirettamente", la forza $F_{nc}$ causa la variazione di $U$....
Grazie per i chiarimenti.
L'energia potenziale $U$ associata ad una forza conservativa $F_c$ (elastica, gravitazionale, ecc.) e' tale che il lavoro d compiuto da $F_c$ e' sempre esprimibile come $$L_c = -\Delta U= -[U_{finale} - U_{iniziale}]$$
L'energia potenziale, e la sua variazione, puo' essere associata e definita solamente per forze prettamente conservative e mai nonconservative. Questo mi fa indurre che le forze nonconservative non possano mai avere un effetto su $U$ e causarne quindi una variazione. Eppure, e' corretto che il lavoro $L_{nc}$ di una forza nonconservativa e' $$L_{nc}=\Delta E_{meccanica}=\Delta K + \Delta U$$ dove $K$ e $U$ sono l'energia cinetica e potenziale del sistema. Questo implica che la forza nonconservativa puo' avere un effetto su $U$ e causarne una variazione. Come si risolve questo intoppo mentale? Le equazioni riportate sopra derivano dal fatto che $$L_{totale}=L_{nc}+L_c = \Delta K$$
Per esempio, considerando il sistema formato dal pianeta Terra e da una palla, la forza esterna al sistema e nonconservativa $F_{nc}$ di una mano che alza la palla causa un cambiamento della posizione della palla rispetto alla Terra e conseguentemente un aumento di $U$. Ma in teoria $F_{nc}$ non dovrebbe influenzare $U$ perche' $U$ non e' definita per $F_{nc}$... Dove mi sto perdendo?
Forse la forza nonconservativa compie lavoro non nullo $L_{nc} \ne 0$ e causa un certo spostamento verticale della palla e contemporaneamente la forza conservativa di gravita' compie lavoro non nullo ed opposto con lo stesso spostamento incrementando $U$ e diminuendo $K$ mentre $L_{nc}$ tende invece ad incrementare $K$ . Quindi, "indirettamente", la forza $F_{nc}$ causa la variazione di $U$....
Grazie per i chiarimenti.
Risposte
Francamente, non vedo il problema. L'energia meccanica si conserva se sono in gioco solo forze conservative. Altrimenti, no. Può diminuire, o aumentare. Può diminuire o aumentare U, oppure K, o tutt'e due. Che c'è di strano?
Grazie mgrau,
Quello che mi confonde e' come una forza nonconservativa a cui non e' associata l'energia potenziale $U$ possa variare tale $U$ se non solo indirettamente....
Quello che mi confonde e' come una forza nonconservativa a cui non e' associata l'energia potenziale $U$ possa variare tale $U$ se non solo indirettamente....
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