Partendo da fermo dal bordo di una piscina
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Partendo da fermo dal bordo di una piscina, un atleta di 72,0 kg nuota lungo la superficie dell’acqua e raggiunge una velocità di 1,20 m/s compiendo un lavoro Lnc1 = +161 J. Determina il lavoro non conservativo Lnc2 compiuto dall’acqua sull’atleta.
Introduzione all’Argomento:
Definiamo l’energia come la capacità di un corpo di trasferire calore o compiere un lavoro, per la quale vale un principio di conservazione (ovvero l’energia può essere scambiata, trasformata, ma non distrutta). Parliamo invece di lavoro quando, applicando una forza ad un corpo, quest’ultimo percorre uno spostamento. Nella fisica è fondamentale la relazione che lega queste due grandezze: essa viene descritta dal teorema delle forze vive, il quale afferma che il lavoro compiuto da una forza applicata ad un corpo è uguale alla variazione di energia cinetica del corpo stesso. Spieghiamo così la definizione data all’inizio, ovvero che l’energia è la capacità di un sistema fisico di compiere lavoro.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio vi è un atleta che, partendo da fermo dal bordo di una piscina, nuota fino a raggiungere una certa velocità. Ovviamente il ragazzo compie uno sforzo, che produce energia. Per determinare il lavoro compiuto dalle forze non conservative è sufficiente determinare la variazione di energia meccanica (non vale infatti il suo principio di conservazione) . Fatto ciò possiamo operare per differenza e e ottenere quanto richiesto dal quesito (lavoro compiuto dall’acqua sull’atleta).