Lavoro e energia potenziale peso

U = m g h;

a) Soffitto U = 0 J; ho= 0 m; posizione del soffitto;

F peso = m g = 9,8 N;

La pallina si trova ad altezza ho = - 1,0 m, rispetto al soffitto;

Uo = 1,0 * 9,8 * (- 1,0 ) = - 9,8 J; rispetto al soffitto;

Con il filo integro, la somma delle forze è 0 N; la pallina non si muove; L = 0 J;

Tagliando il filo non c'è più la tensione della corda T = 0 N; rimane la forza peso:

L == Uo - U1 = mgho - mgh1.

cade fino a - 3,0 m rispetto al soffitto; U1 = 1,0 * 9,8 * (-3,0)

L  = - 9,8 - (- 29,4) = - 9,8 + 29,4 = + 19,6 J.

b)

Rispetto al pavimento; h pavimento = 0 m;

h pallina = + 3,0 - 1,0 = + 2,0 m;

Uo = m g ho = 9,8 * (+2,0) = + 19,6 J; energia della pallina appesa;

con filo tagliato la pallina cade fino ad h1 = 0 m;

L = mg (ho - h1) = 9,8 * (2,0 - 0) = + 19,6 J; 

si ottiene lo stesso risultato per il lavoro anche per il punto c).

c) ho = 0 m,  posizione della pallina,

h1 = - 2,0 m, posizione del pavimento;

L = mgho - mgh1;

L = 9,8 * [0 - (- 2,0)] = + 19,6 J.

@karola_a ciao 

a)

il soffitto  s  ...a potenziale 0

modulo della forza peso = F = m*g = ~ 1*9.8 = 9.8 N

altezza del soffitto = hs = 3.0 m

lunghezza corda = l = 1.0 m

altezza della pallina a filo integro = hpa = hs - l = 2.0 m

altezza del pavimento = hp = 0 m

energia potenziale della F rispetto al soffitto  --->  Upa - Us = Upa_s = mg(hpa-hs) = mg(-1) = - 1 *9.8 = - 9.8 Nm

b)... il pavimento ...a potenziale zero

energia potenziale della F rispetto al pavimento ---> Upa_p = mg(hpa - hp) = mg(2) = ~ 19.6 Nm

c) un punto della stanza ad altezza hpa a potenziale zero

energia potenziale della F rispetto a hpa ---> Upa_pa = mg(hpa -hpa) = mg*0 = 0 Nm

a') a corda tagliata ...

altezza del soffitto = hs = 3.0 m

altezza della pallina a filo tagliato = hpa = hp  = 0 m

altezza del pavimento = hp = 0 m

il soffitto  s  ...a potenziale 0

energia potenziale della F rispetto al soffitto  ---> Upa_s  = mg(hpa-hs) = mg(-3) = -3 *9.8 = -29.4 Nm

b')... il pavimento ...a potenziale zero

energia potenziale della F rispetto al pavimento ---> Upa_p = mg(hpa - hp) = mg(0) = ~ 0 Nm

c')

un punto della stanza ad altezza hpa a potenziale zero

energia potenziale della F rispetto a hpa  --->   Upa_pa = mg(hpa -hpa) = mg*0 = 0 Nm

... per il lavoro  "fatto dalla forza peso" ... va considerata :

L=-deltaU = - (Ufinale - Uiniziale)  = Uiniziale - Ufinale  ---> energia potenziale della F rispetto a ...

Una pallina di massa m = 1.0 kg è appesa al soffitto con una corda lunga 1.0 m. La stanza è alta 3.0 m

Calcola l'energia potenziale della forza-peso della pallina e il lavoro (a filo integro e tagliato) della forza peso scegliendo come livello di riferimento:

il soffitto

Ug = -1*9,8066*1 = -9,8066 J

L = -3*9,8066*1 = -26,42 J

il pavimento

U'g = 2*9,8066*1 = 19,613 J

L' = Ug = 19,613 J 

un punto della stanza alla stessa altezza della pallina

U''g = 0*9,8066*1 = 0

L'' = -2*9,8066*1 = -19,613