MissionImpossible3 URGENTE!

[IlaCrazy]

Hellauuuu!!!
Avrei bisogno di un mega aiuto:
sono abbastanza incasinata su alcuni argomenti che stiamo affrontando in questo periodo in fisica. Qualcuno potrebbe darmi una spiegazione della differenza tra Lavoro,Potenza,Energia cinetica, teorema delle forze vive e spiegarmi quando vanno applicate le diverse formule??

E un’ultima cosa: ho provato a risolvere questo esercizio ma mi sono fermata alla prima parte:
Un ciclista di 65 kg guida la sua bicicletta di 10kg con una velocità costante di 12m/s.
-quanto lavoro deve essere compiuto dai freni per frenare il ciclista con la bicicletta?? (sol:-5400J)
-quanta strada compie la bici se servono 4 sec per fermarla? (soluz: 24m)
-qual è il modulo della forza frenante? (soluz:-230J)

grazie per favore ne avrei bisogno entro questa sera.Grazie a tutti!!!

[eafkuor]

1)$L=DeltaE$

in questo caso $DeltaE=-1/2mv^2$ dato che l' energia cinetica iniziale è $1/2mv^2$ e quella finale $0$

$L=-1/2*(65+10)*12$


2) $a=(Deltav)/(Deltat)=(12m/s)/(4s)=3m/s^2$

$s=v_0Deltat-1/2at^2$

3) $F=ma$

[IlaCrazy]

Grazie,adesso ho capito..ma c'è qualcuno che può spiegarmi quello che ho chiesto all'inizio del messaggio???
grazie!

[eafkuor]

Sugli appunti di matematicamente non c'è niente?

[IlaCrazy]

ho guardato,ma non ho trovato quello che fa al caso mio...
HELP!!!

[eafkuor]

Oddio Ila così su due piedi è un po' lungo da spiegare ma non è poi così difficile; scommetto che se ti impegni puoi benissimo capire la spiegazione del tuo libro di testo

[giuseppe87x]

Sarò il più breve e sintetico possibile.
Partiamo dai concetti primitivi.
Dicesi energia una quantità scalare associata allo stato di un corpo.
Il lavoro è una quantità di energia che viene trasferita ad un corpo o da un corpo quando su di esso agisce una forza. In termini matematici il lavoro è definito come il prodotto scalare tra la forza che agisce sul corpo ed il conseguente spostamento:
$L=vecF*vecd$
L'energia cinetica è una forma di energia associata allo stato di moto di un corpo. Essa, come sappiamo, è definita in termini matematici come $K=1/2mv^2$ per un corpo di massa $m$ e velocità $v$.
Se in un corpo agisce una o più forza tale che la forma di energia che varia è solo quella cinetica, allora vale il teorema dell'energia cinetica, secondo cui:
$DeltaL=K_(f)-K_(i)$
Il lavoro $L$ necessario per portare il corpo dallo stato energetico $i$ a quello $f$ è pari alla variazione di energia cinetica del corpo.
E' interessante notare come, partendo dal teorema dell'energia cinetica, supponendo che il corpo sia inizialmente fermo e che una forza agisca su di esso, abbiamo:
$L=K=Fd=ma*(1/2at^2)=1/2ma^2v^2/a^2=1/2mv^2$ che è proprio l'energia cinetica.
Infine la potenza, nella sua accezione più generale, è definita come la variazione con cui l'energia totale $E$ di un sistema fisico si trasforma da una forma all'altra; in termini matematici:
$P=(dE)/(dt)=vecF*vecv$.

[IlaCrazy]

Grazie!!!!
Ma se io avessi un problema come..non so...
ho un oggetto di massa m che cade da un'altezza h con una velocità finale Vf.
Se volessi sapere qual è il lavoro che l'aria ha esercitato sull'oggetto che formula dovrei usare??
Mettiamo poi che chieda di determinare la sua velocità in un istante t1,come posso fare??
Non so se i dati che ho messo sono sufficienti, ma ho provato a inventare un problema che magari c'entra qualcosa...
Grazie 1000000000!!

[giuseppe87x]

eh...si vede che è inventato...
Il lavoro esercitato dall'aria è complicato da trovare, ci vuole il calcolo integrale, se vuoi te lo posso spiegare ma non mi pare ti possa interessare.
Semmai puoi calcolare il lavoro svolto dalla forza peso che è una forza conservativa. Se un corpo cade di un'altezza $h$ il lavoro svolto dalla forza peso è, per la definizione di lavoro che ti ho dato nel post precedente: $L=mgh$
La velocità all'istante $t_(1)$ la puoi determinare semplicemente in questo modo: $v_(1)=-gt_(1)$.
Ciao.

[mircoFN]

Si! Si vede che l'hai inventato: è molto pericoloso risolvere esercizi inventati quando non si è esperti!
Per quanto riguarda il tuo problema, mi dispiace dissentire da Giuseppe87x.

In effetti, si può rispondere alla tua prima domanda senza grandi calcoli.
Supponiamo che il corpo di massa $m$ parta da fermo ad altezza $h$ e che arrivi al suolo con velocità finale $v_f$, per il teorema dell'energia cinetica (o delle forze vive) deve essere:
$L=1/2mv_f^2$
Se supponiamo che sul corpo in caduta agiscano solo il peso e la resistenza dell'aria, la relazione sarà:
$L_p+L_a=1/2mv_f^2$
in cui i lavori fatti dalle due forze sono stati separati.
Da ciò, essendo $L_p=mgh$, ricavi:
$L_a=1/2mv_f^2-mgh$

Tale lavoro (se l'aria è ferma) deve essere negativo.

La risposta alla seconda domanda invece non è ottenibile sulla base dei dati forniti a meno di non fare ipotesi ulteriori sul moto e sul tipo di resistenza dell'aria. Anche in queste ipotesi, comunque, la soluzione non sarebbe elementare e richiede competenze matematiche di tipo universitario (equazioni differenziali).

ciao


PS consiglio: 'accontentati' di risolvere esercizi che trovi sul libro.