Una forza F spinge un treno di massa m
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Una forza F spinge un treno di massa m = 3,4 x 10^5 kg in orizzontale per due minuti. La velocità del treno cambia da 25 km/h a 35 km/h.
Supponendo che il treno non sia rallentato da alcun attrito, trova il lavoro fatto dalla forza F.
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 una forza che spinge un treno di massa m, provocando un aumento di velocità. Per determinare il lavoro compiuto da questa forza potremmo tentare di ricavare lo spostamento, ma in realtà vi è un metodo più semplice e immediato. Sappiamo infatti che, in casi come questi, il lavoro può essere calcolato come la variazione di energia cinetica del corpo su cui è applicata la forza, pertanto basta scrivere la relazione, sostituire i valori numerici e ottenere il risultato richiesto.