Consideriamo un cubo inizialmente fermo su un piano orizzontale privo di attrito. Applicando una forza, il cubo accelera e acquista energia cinetica.
Poiché il peso e la reazione vincolare compiono lavoro nullo, il lavoro della forza applicata coincide con il lavoro totale. Verifica che tale lavoro è uguale all'energia cinetica acquistata dal cubo.
Configura massa, forza, angolo e spostamento, quindi premi AVVIA MOTO.
- Lavoro ed energia: osserva come aumentano il lavoro e l'energia cinetica.
- Massa: mantenendo costanti forza e spostamento, cambia la massa. Confronta la velocità finale e l'energia acquistata.
- Forza: aumenta la componente parallela allo spostamento e confronta lavoro ed energia.
- Elimina forza: durante il moto premi ELIMINA FORZA. In assenza di attrito, velocità ed energia cinetica rimangono costanti.
PAUSA MOTO sospende il movimento e mantiene visibili i valori; RIPRENDI MOTO lo riavvia. RIPRISTINA prepara una nuova prova.
Al traguardo il display riporta i valori teorici immediatamente prima dell'arresto grafico del cubo.
Bilancio energetico: la forza applicata forma un angolo α con lo spostamento orizzontale. In assenza di attrito, il lavoro delle altre forze è nullo.
Ltot = F · s · cos α = ΔEc
Poiché il cubo parte da fermo, Ec,i = 0 e quindi:
Ltot = Ec = ½ m v²
Se la forza viene eliminata, il lavoro compiuto fino a quell'istante resta invariato; sul piano privo di attrito il cubo prosegue con velocità costante.
