Re: moto in campo non conservativo

Messaggioda yoshiharu » 10/02/2012, 10:45

lisdap ha scritto:Si è questo il punto. Se il corpo è sottoposto ad una forza conservativa e ad una non conservativa, allora io so che l'energia meccanica non si conserva e la sua variazione è pari al lavoro delle forze non conservative. Ma se il punto è sottoposto a sole forze non conservative, visto che non esiste la funzione energia potenziale, non esisterà neanche l'energia meccanica. Quindi in questo caso chiedermi se per una forza non conservativa si conservi o meno l'energia meccanica non ha alcun senso, non esistendo appunto l'energia potenziale e quindi l'energia meccanica. Sei d'accordo con quello che ho scritto?


Allora, come fa notare speculor, se nel caso di forze non conservative prendi come energia meccanica la sola energia cinetica (essendo l'energia potenziale definita a meno di una costante) il tutto ha perfettamente senso.
Ad ogni modo tieni presente che si tratta solo della definizione di energia meccanica.
Cio' che e' importante fisicamente e' che l'energia (totale, se vuoi) di un sistema isolato si conservi (cioe' sia sempre lo stesso numero). Ri-vediamo l'argomento standard: nel caso ci siano in giro solo forze conservative, poiche' queste sono il gradiente di un potenziale e poiche' la variazione del potenziale e' il lavoro compiuto dalla forza (conservativa) allora hai che la somma di energia potenziale e energia cinetica si conserva, e puoi senz'altro identificare quest'ultima (diciamo l'energia meccanica) con l'energia totale. Se la forza non e' conservativa l'unica parte di questo argomento che "si rompe" e' quella relativa alla domanda "a quanto ammonta il lavoro compiuto dalla forza non conservativa?": allora puoi considerare solo l'energia cinetica come energia meccanica (vedi post di speculor), e aggiungi "questa pero' varia dell'ammontare del lavoro compiuto dalla forza esterna". Di nuovo hai il principio di conservazione dell'energia, se vuoi espresso sotto forma del Primo Principio della Termodinamica generalizzato. O almeno cosi' mi piace vederlo :-)
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Re:

Messaggioda lisdap » 10/02/2012, 10:55

speculor ha scritto:@lisdap
In ogni modo, ha perfettamente senso affermare che l'energia meccanica si identifica con la sola energia cinetica.

Ok grazie.
Ho una piccola domanda di carattere tecnico.
Su alcune auto stradali ed anche sulle vetture di Formula 1, si utilizza un dispositivo chiamato KERS, la cui definizione, secondo wikipedia è:
"Si tratta un sistema che, anziché disperdere l'energia cinetica in forma di calore durante la frenata, ne consente un parziale recupero sotto forma di energia meccanica o elettrica, nuovamente spendibile per la trazione del veicolo o per l'alimentazione dei suoi dispositivi elettrici."

Qualora non fosse installato sul veicolo tale dispositivo, durante la frenata, agendo sul mezzo soltanto forze non conservative, si genera una diminuzione di energia cinetica, e quindi, per quello che abbiamo detto prima, di energia meccanica. Per il primo principio della termodinamica tale diminuzione di energia meccanica sarà comunque compensata da un fenomeno di produzione di calore (aumento della temperatura dei freni), però tale calore rappresenta una forma di energia che difficilmente riesce ad essere riutilizzata.
Però se noi frenassimo il mezzo con una forza conservativa anzichè con gli usuali freni (che esercitano invece una forza non conservativa), per esempio frenando il veicolo con una forza elastica, allora l'energia meccanica del mezzo durante la frenata si conserva e tale energia può essere riutilizzata nelle fasi di accelerazione riducendo il consumo di carburante.
Insomma, un tale dispositivo applica al mezzo una forza frenante conservativa (per mezzo di molle) e quindi si evita la trasformazione di energia meccanica in calore, più difficile da riutilizzare. In più, si riduce il consumo dei freni, di carburante, e si gode di maggiore potenza.
Può andare bene questa spiegazione?
Grazie.
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Re: Re:

Messaggioda yoshiharu » 10/02/2012, 11:26

lisdap ha scritto:Su alcune auto stradali ed anche sulle vetture di Formula 1, si utilizza un dispositivo chiamato KERS

(snip)
Insomma, un tale dispositivo applica al mezzo una forza frenante conservativa (per mezzo di molle) e quindi si evita la trasformazione di energia meccanica in calore, più difficile da riutilizzare. In più, si riduce il consumo dei freni, di carburante, e si gode di maggiore potenza.
Può andare bene questa spiegazione?


Il concetto e' quello, solo che credo che usino dei generatori tipo dinamo, che si "attivano" durante la frenata, che producono energia elettrica a spese dell'energia cinetica. Ovviamente non riescono a prendere il 100% dell'energia dal moto, il che e' anche un bene, altrimenti sai che inchiodate ;-)
Cmq il resto credo che sia tutto corretto, almeno in principio.
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Re: Re:

Messaggioda lisdap » 10/02/2012, 13:25

yoshiharu ha scritto:Ovviamente non riescono a prendere il 100% dell'energia dal moto, il che e' anche un bene, altrimenti sai che inchiodate ;-)

Si, infatti uno dei tanti problemi delle vetture elettriche è quello della scarsa modulabilità della frenata, proprio perchè penso che in fase di frenata i motori elettrici funzionano da "dinamo" recuperando l'energia cinetica altrimenti sprecata.
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