APPLICAZIONI DEI CONCETTI DI ENERGIA, POTENZA, FORZA, LAVORO - FISICO - 2024

L' energia, la potenza, la forza e il lavoro sono concetti completamente correlati e molto presenti in molte delle attività che le persone svolgono ogni giorno.

L'energia (E) è definita come la capacità di un corpo di lavorare. Tutto ciò che accade nell'universo utilizza energia che viene trasformata in altre forme di energia.

Il lavoro (W) è la forza ( F ) applicata a un corpo per produrre uno spostamento nella stessa direzione della forza. La forza è un'azione di trasferimento o perdita di energia. La potenza (P) è la quantità di lavoro svolto da un corpo in un intervallo di tempo.

Quale applicazione hanno i concetti di Energia, Potenza, Forza e Lavoro nella vita quotidiana?

Energia

Una delle forme di energia che è presente nella vita di tutti i giorni è l'energia elettrica. Questo tipo di energia proviene solitamente da centrali elettriche che trasferiscono elettricità attraverso grandi reti di cablaggio elettrico.

Le centrali elettriche sono impianti di generazione che si basano sulla trasformazione dell'energia meccanica in energia elettrica, tramite l'utilizzo di combustibili fossili come il petrolio, oppure tramite l'utilizzo di altre fonti energetiche come l'energia eolica o idraulica.

Una volta che l'energia elettrica raggiunge fabbriche, aziende, case o l'utente finale, viene trasformata in altri tipi di energia attraverso l'uso di apparecchi elettrici.

Ad esempio, il ferro da stiro trasforma l'elettricità in energia termica, le lampadine trasformano l'energia in luce, i frullatori e le lavatrici in energia meccanica. Allo stesso modo, l'elettricità fornita al sistema ferroviario fornisce il movimento nei treni che si traduce in energia cinetica.

Linee di trasmissione di energia elettrica.

L'energia nel motore di un'auto proviene dalla combustione di carburante come benzina o gas per trasformarlo in energia meccanica. Quando si cerca di frenare un'auto, sia per rallentarla che per fermarla, la sua energia cinetica si trasforma in energia termica che viene dissipata nell'ambiente dagli elementi dell'impianto frenante.

In quanto organismi viventi, le persone convertono l'energia del cibo che mangiano in energia calorica o energia chimica immagazzinata nel grasso dei tessuti del corpo. Quando si fa esercizio fisico o si pratica uno sport, la persona brucia calorie o grasso corporeo, influenzando il peso, la massa muscolare e le prestazioni.

Energia

Il concetto di potenza è presente quando si analizza il funzionamento di macchine che sono principalmente progettate per eseguire lavori su carrozzerie. Le macchine sono caratterizzate da una potenza nominale che indica il trasferimento di energia per unità di tempo.

Il motore di un'auto ha una potenza nominale che dipende dalla cilindrata. Un'auto con una cilindrata elevata ha più potenza, raggiunge velocità elevate e consuma molta energia.

La potenza dei veicoli è misurata in cavalli vapore (HP). La potenza è espressa in watt (W) o kilowatt (KW) nei motori elettrici di lavatrici, asciugatrici, frullatori o miscelatori.

Definizione di Potenza, unità di Potenza

Gli atleti sono molto interessati a migliorare la loro potenza nell'esecuzione delle attività di allenamento di routine. Un power training consiste nell'eseguire esercizi di applicazione, di forza di spostamento maggiore, dello stesso carico nel minor tempo possibile.

Cioè, l'allenamento consiste nel migliorare la forza di applicazione sul carico per migliorare la velocità di movimento e con questo migliora la potenza.

Vigore

L'essere umano sperimenta quotidianamente gli effetti delle forze. Ad esempio, lo sforzo quando si solleva un peso di 2 chilogrammi in palestra è di circa 20 Newton, in opposizione alla forza di gravità.

Spingere un oggetto molto pesante o correre su una pista utilizza tutta la forza dei muscoli e delle ossa per ottenere lo spostamento dell'oggetto o per raggiungere velocità elevate.

L'atto di guidare o fermare un'auto richiede l'applicazione della forza. Quando si utilizza il frullatore o la lavatrice c'è un movimento circolare che aiuta a macinare il cibo o rimuovere lo sporco dai vestiti. Questo movimento è dovuto alla forza centripeta fornita dal motore.

Le forze presenti nella vita quotidiana possono spostare oggetti, fermarli o mantenerli a riposo. La spiegazione di questi effetti è presente nelle leggi del moto di Newton.

Un esempio di applicazione è quando un calciatore calcia un pallone per farlo accelerare e volare verticalmente. La palla raggiunge una certa altezza che dipenderà dalla forza applicata. La forza di gravità decelera la palla e questa rotola indietro. Quando cade a terra rimbalza più volte a causa della forza elastica dovuta al materiale di cui è composto.

Infine, la pallina rotola a terra fino a fermarsi per l'azione della forza di attrito, che viene esercitata tra la superficie e la pallina, sottraendo energia cinetica.

Le forze che lo mantengono a riposo sono la forza di gravità e la forza che lo tiene a terra. Queste due forze vengono equalizzate e la palla rimane ferma fino a quando non viene nuovamente applicata una nuova forza esercitata dal calciatore.

Lavoro

Nella vita quotidiana il termine lavoro significa svolgere un'attività che genera guadagno monetario. In fisica, il lavoro ha un altro significato. Il lavoro viene eseguito ogni volta che una forza applicata provoca lo spostamento.

L'applicazione di una forza maggiore dovrebbe comportare più lavoro. Allo stesso modo, applicare la stessa forza a una distanza maggiore dovrebbe comportare più lavoro.

Un esempio di applicazione lavorativa nella vita quotidiana è quando un libro viene sollevato dal pavimento. In questo caso si lavora perché viene applicata una forza verticale per ottenere uno spostamento nella stessa direzione.

Se viene spostato ad un'altezza maggiore, il lavoro svolto è maggiore perché c'è un maggiore trasferimento di energia, ma se il libro viene riportato allo stesso punto di partenza, si fa un lavoro negativo che si traduce in una perdita di energia.

Quando un'auto viene spinta orizzontalmente da una posizione di riposo, il lavoro viene eseguito perché la spinta viene eseguita nella stessa direzione di marcia dell'auto.

Spingere l'auto su un pendio in salita funziona anche dalla componente della forza che si oppone alla forza di gravità.

Riferimenti

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