Fisica statistica ed informatica – Forze dissipative e conservative

FORZE CONSERVATIVE E

DISSIPATIVE

Tesina per il superamento del debito formativo

CONSERVAZIONE

DELL’ENERGIA

La legge di conservazione dell’energia è la più

importante che si conosca in fisica.

In generale si può dire che tra modo microscopico e macroscopico, tutte le

forze sono conservative.

La dissipazione dell’energia in realtà avviene per degradazione di essa, sotto

forma meno nobile, il calore[Q=L+ΔU]. E’ infatti col primo principio della

termodinamica che si spiega come l’energia meccanica non sempre si

conservi, ma si trasforma in qualcos’altro; segnatamente possiamo dire che

per esempio l’energia cinetica(quella del corpo in movimento) si sia

trasferita al mondo microscopico sottoforma di agitazione termica delle

particelle elementari: è questo il caso delle forze dissipative.

N.B. Nel campo delle forze conservative è [Q=0] => [L=-ΔU]

LE FORZE CONSERVATIVE

Un campo di forze si dice conservativo se risponde alle seguenti

condizioni:

• il lavoro compiuto su un corpo in movimento in esso

dipende dal punto di partenza e dal punto di arrivo ma non

dalla traiettoria.

• il lavoro su di un corpo che percorre una traiettoria chiusa è

nullo.

• E’ possibile definire un campo scalare U tale che il lavoro

compiuto su un corpo in moto da A a B è uguale U(A)-U(B)

o variazione dell’energia potenziale. (La somma di energia

potenziale e energia cinetica è costante).

ESPRESSIONI DI FORZE

CONSERVATIVE

Ricordiamo che in questo campo abbiamo lavoro ogniqualvolta

passiamo da una forma di energia ad un’altra (diciamo che

consumiamo energia, ma sappiamo che essa non viene ad essere

distrutta, ma si trasforma).

LE FORZE GRAVITAZIONALI

Il campo conservativo per eccellenza è il campo gravitazionale.

È noto a tutti infatti che lanciato un oggetto verso l’alto esso ritorna verso il

basso seguendo la semplice legge della gravità.

Come possiamo notare il lavoro risultante (è una traiettoria chiusa) è nullo.

Inoltre per avere ciò dobbiamo ammettere che in totale sono stati compiuti

due lavori: uno positivo, e uno negativo(L;– L).

Dall’esperienza possiamo enunciare il principio della conservazione

dell’energia meccanica. E +E = cost [E =mgΔh]

pot

pot cin

Infatti lanciando l’oggetto verso l’alto facciamo fare un lavoro(negativo)

contro la forza gravitazionale. L’oggetto si arresta quando tutta l’energia

cinetica si è trasformata in energia potenziale. Nel momento in cui esso si

approssimerà a terra la sua Epot