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Lavoro ed energia 1 Lezione 10. Lavoro ed energia 2 Costi energetici L'energia, dicono, si "conserva, ma occorre risparmiarla! Le forme utili di energia.

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Presentazione sul tema: "Lavoro ed energia 1 Lezione 10. Lavoro ed energia 2 Costi energetici L'energia, dicono, si "conserva, ma occorre risparmiarla! Le forme utili di energia."— Transcript della presentazione:

1 Lavoro ed energia 1 Lezione 10

2 Lavoro ed energia 2 Costi energetici L'energia, dicono, si "conserva, ma occorre risparmiarla! Le forme utili di energia costano: Energia elettrica – bolletta Energia chimica dei combustibili-benzina, metano Energia chimica dei cibi-fare la spesa Non è possibile misurare in modo univoco l'energia in assoluto. È possibile misurarne le variazioni. Unità di misura: nel SI, l'unità di misura dell'energia è il joule (simbolo J): 1 J è il lavoro fatto dalla forza di 1 N per uno spostamento di 1 m Ma quantè 1 J? P.es. bambino di 20 kg sale un piano di scale (altezza 3m) consuma almeno 200Nx3m=600J In realtà ne consuma molti di più: il costo energetico della sua attività è di almeno =1800J, la resa energetica è 600J/1800J=0,3

3 Lavoro ed energia 3 La misura dellEnergia Unaltra unità molto usata soprattutto per misurare il calore trasferito è la caloria (simbolo cal): occorre 1 cal per far aumentare di 1 grado centigrado la temperatura di 1 g di acqua 1cal è circa uguale a 4J (esattamente 4,186 J) Un'altra unità, molto usata per le "macchine", è il kilowattora (kWh): è l'energia erogata da una macchina della potenza di 1 kW in un'ora (3600 secondi)

4 Lavoro ed energia 4 Potenza Es: un impresario edile vuole portare un carico di mattoni in cima ad un edificio. E' facile calcolare il lavoro richiesto. Ma l'impresario e' molto piu' interessato all rapidita' con cui puo' spostare il carico. Richiedera' 5 min (accettabile) o una settimana (inaccettabile) Tutto dipende dalla potenza dell'argano

5 Lavoro ed energia 5 Potenza

6 Lavoro ed energia 6 Energia e potenza In molti casi non è solo importante sapere quanta energia viene erogata, ma anche in quanto tempo ciò avviene Es. due bambini di 20kg, lo stesso piano di scale, uno impiega mezzo minuto, laltro un minuto. L'energia erogata nell'unità di tempo viene chiamata potenza L'unità di misura della potenza è il watt, che è pari all'energia di 1 J erogata in 1s Alta potenza" significa capacità di erogare molta energia a un ritmo elevato, cioè in un tempo breve Nelle macchine: auto, elettrodomestici, lampadina, ecc. Quantè 1 W? Bambino che eroga ca J in 30 secondi => potenza=60Watt (come una lampadina)

7 Lavoro ed energia 7 Lezione 10

8 Lavoro ed energia 8 Prima classe – primo biennio Lenergia nella nostra vita riconoscere il ruolo del Sole come prima fonte di energia cominciare ad interrogarsi sul significato dell'energia nei riguardi della loro vita collegandola il con cibo, il riscaldamento, l'elettricità… confronto tra luso domestico di fonti di energia del passato e del presente (chiedendo a persone anziane) Laria e lacqua in movimento, come fonti di energia (energia del vento, dellacqua)

9 Lavoro ed energia 9 Secondo biennio Magneti e pile come fonti di energia Alcune forme di energia come fonte di movimento Energia sonora e luminosa Relazione tra luce/calore e suono/vibrazione Sorgenti di luce (primarie e secondarie); il Sole come fonte di energia Riflessione e rifrazione Altre proprietà della luce Il calore come agente energetico necessario ai passaggi di stato Le macchine per muovere o sollevare carichi In collegamento con studi sul clima: Riscaldamento dei fluidi e moti convettivi Scelta di materiali per costruzione, abbigliamento, ecc in funzione delle loro proprietà di conduzione o isolamento termico

10 Lavoro ed energia 10 Altre considerazioni didattiche I riferimenti all'energia saranno diffusi e diluiti nel corso dei mesi e/o degli anni Interesseranno materie e docenti diversi ed è importante che esistano continuità verticale e accordo trasversale sulle questioni fondamentali e sul modo di riferirsi ad essa energia solare, luminosa, elettrica, nucleare; contenuto energetico dei cibi; fabbisogno energetico giornaliero, ecc

11 Lavoro ed energia 11 … dalloggetto al concetto F dito-elastico F mano-bastoncino F bastoncino-mano F elastico-dito F bastoncino- elastico formalizzare in modo iconico linterazione fra due corpi chi applica la forza e chi la subisce il nome delle forze la direzione azione e reazione la forza che si trasmette

12 Lavoro ed energia 12 … ma non è solo questione di forza il risultato che si vuole ottenere non dipende solo dalla forza che si esercita ma anche dallallungamento dellelastico.... e allora si inventa il concetto di.. prima dopo forza energia

13 Lavoro ed energia 13 livelli superiori di astrazione: la correlazione fra la grandezza fisica e oggetti o fenomeni osservabili o intuibili è ancora più indiretta … lenergia appartiene a questultimo livello

14 Lavoro ed energia 14 Il concetto di energia Le caratteristiche che rendono lenergia un concetto utile ed economico: ha forme diverse si può trasformare da una forma allaltra può essere trasferita da un oggetto allaltro può essere immagazzinata passando e trasformandosi lenergia fa cose utili si conserva si degrada Lenergia è una grandezza fisica costruita teoricamente perché utile ed economica

15 Lavoro ed energia 15 esempi dalla meccanica La giostra a gravità: trasformare trasferire immagazzinare

16 Lavoro ed energia 16 esempi dalla meccanica la catapulta: trasformare trasferire immagazzinare

17 Lavoro ed energia 17 esempi dalla meccanica il bottone sempre in moto: trasformare trasferire immagazzinare Durante la messa in rotazione iniziale si accumula energia principalmente nellavvolgimento del cordino (è sostanzialmente energia di tipo elastico). Tendendo il cordino, questultima viene trasformata in energia di movimento rotatorio del bottone, che viene poi ritrasformata in energia di avvolgimento elastico del cordino, e così via. Il leggero movimento impresso dalle mani per rilasciare leggermente la tensione sul cordino in modo da facilitare il riarrotolamento, e quello successivo di applicare nuovamente la tensione per farlo srotolare, servono a comunicare una piccola energia al sistema cordino-bottone, che è sufficiente per vincere gli attriti, per cui il gioco può continuare allinfinito. Perché questo succeda occorre però una buona sincronizzazione!

18 Lavoro ed energia 18 esempi dalla meccanica il barattolo che torna indietro: trasformare trasferire immagazzinare mettere in moto il barattolo provando a farlo rotolare lentamente su un piano; esso rallenterà, si fermerà e invertirà il moto; con un piano liscio possono essere osservate due o tre inversioni del verso del moto.

19 Lavoro ed energia 19 esempi dalla meccanica la motocicletta: trasformare trasferire immagazzinare

20 Lavoro ed energia 20 esempi dalla meccanica il razzo sulla bottiglia: trasformare trasferire

21 Lavoro ed energia 21 Fonti ergia.html ergia.html l l o.html o.html


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