Conclusione lavoro di laboratorio studiando la legge di conservazione dell'energia meccanica. Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica
Sezioni: Fisica
Educativo: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata, confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Sviluppo: sviluppare la capacità di applicare le conoscenze teoriche durante l'esecuzione di lavori di laboratorio, la capacità di analizzare e trarre conclusioni.
Educativo: coltivare la capacità di introspezione e un atteggiamento critico nei confronti della propria conoscenza.
Momento organizzativo - 5 minuti.
Introduzione all'argomento della lezione - 5 minuti.
Studio della parte teorica del lavoro e progettazione – 10 minuti.
Completamento del lavoro - 20 minuti.
Autovalutazione dei risultati e parte finale della lezione - 5 minuti.
Attrezzature e materiali per la lezione.
Si ripete la definizione di energia potenziale e forza elastica.
Introduzione all'argomento della lezione
L'insegnante parla brevemente della procedura per eseguire il lavoro e delle differenze rispetto al lavoro descritto nel libro di testo.
Registrare l'argomento della lezione
1. Scrivi su un quaderno.
Gli studenti completano il lavoro di laboratorio e disegnano una tabella.
2. L'insegnante spiega il problema tramite una dimostrazione, mettiamo un pezzo di plastica espansa sull'asta proveniente dalla molla del dinamometro, alziamo il peso fino alla lunghezza del filo (5-7 cm) e abbassiamo il pezzo di schiuma appoggiato contro il limitatore posto nella parte inferiore del banco dinamometrico e si solleva quando la molla viene compressa. E poi, secondo il piano di lavoro, allunghiamo la molla finché la schiuma non tocca il limitatore del dinamometro e misuriamo l'allungamento massimo della molla e la massima forza elastica.
3. Gli studenti fanno domande e chiariscono i punti poco chiari.
4. Inizia a svolgere la parte pratica del lavoro.
5. Eseguire calcoli e verificare la legge di conservazione dell'energia.
6. Traggono le conclusioni e consegnano i loro quaderni.
Autovalutazione delle conoscenze
Gli studenti esprimono le loro conclusioni, i risultati ottenuti e danno loro una valutazione.
Le modifiche al lavoro di laboratorio sono state apportate in base alle attrezzature disponibili.
Una volta terminato il lavoro gli obiettivi prefissati vengono raggiunti.
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Lavoro di laboratorio n. 7 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica”
Libro di testo di fisica per la nona classe (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
compito №7
al capitolo " LAVORI DI LABORATORIO».
Scopo del lavoro: confrontare due quantità: una diminuzione dell'energia potenziale di un corpo attaccato a una molla quando cade e un aumento dell'energia potenziale di una molla allungata.
1) un dinamometro con rigidezza della molla pari a 40 N/m; 2) righello
misurazione; 3) peso del set meccanico; la massa del carico è (0,100 ±0,002) kg.
Materiali: 1) contenitore;
2) treppiede con attacco e piede.
Per il lavoro viene utilizzata l'installazione mostrata nella Figura 180. Si tratta di un dinamometro montato su un treppiede con blocco 1.
La molla del dinamometro termina con un vergella con gancio. La serratura (rappresentata separatamente in scala ingrandita - contrassegnata dal numero 2) è una lastra di sughero leggero (dimensioni 5 X 7 X 1,5 mm), tagliata con un coltello al centro. È posizionato sulla vergella del dinamometro. Il fermo dovrebbe muoversi lungo l'asta con poco attrito, ma dovrebbe esserci ancora abbastanza attrito per evitare che cada da solo. È necessario accertarsene prima di iniziare il lavoro. A tale scopo, il fermo viene installato sul bordo inferiore della scala sulla staffa limite. Quindi allunga e rilascia.
Lo scrocco insieme al vergella dovrà sollevarsi verso l'alto, segnando il massimo allungamento della molla, pari alla distanza dalla battuta allo scrocco.
Se si solleva un carico appeso al gancio di un dinamometro in modo che la molla non venga allungata, l'energia potenziale del carico rispetto, ad esempio, alla superficie del tavolo è pari a mgH. Quando un carico cade (abbassandosi ad una distanza x = h), l'energia potenziale del carico diminuirà di
e l'energia della molla durante la sua deformazione aumenta di
Ordine di lavoro
1. Posizionare saldamente il peso del kit meccanica sul gancio del dinamometro.
2. Sollevare il peso manualmente, scaricando la molla e installare il blocco nella parte inferiore della staffa.
3. Rilasciare il carico. Man mano che il peso diminuisce, la molla si allungherà. Rimuovere il peso e utilizzare un righello per misurare l'allungamento massimo x della molla utilizzando la posizione del fermo.
Presentazione di fisica per lavoro di laboratorio n. 2 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica” 10a elementare
Corsi di riqualificazione professionale del Centro di formazione “Professional” di Mosca
Soprattutto solo per insegnanti, educatori e altri dipendenti del sistema educativo fino al 31 agosto atto sconti fino al 50% quando si frequentano corsi di riqualificazione professionale (184 corsi tra cui scegliere).
Al termine della formazione viene rilasciato un diploma di aggiornamento professionale della forma stabilita con l'assegnazione di qualifiche (riconosciute al superamento certificazione in tutta la Russia).
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Descrizione della presentazione per singole diapositive:
Lavoro di laboratorio n. 2 Argomento: Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica. Scopo del lavoro: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata; confrontare due valori di energia potenziale del sistema. Attrezzatura: treppiede con attacco e piede; dinamometro da laboratorio; governate; un carico di massa m su un filo di lunghezza l.
Progresso: Nota: la difficoltà dell'esperimento sta nel determinare con precisione la deformazione massima della molla, poiché il corpo si muove rapidamente. P, N h1, m h2, m F, N x, m |ΔEgr|, J Epr, J Epr / |ΔEgr|
Istruzioni per il lavoro: Per eseguire il lavoro, montare l'impianto mostrato in figura. Il dinamometro è fissato alla gamba del treppiede.
1. Lega un peso su una corda al gancio di un dinamometro. Fissare il dinamometro al morsetto del treppiede ad un'altezza tale che il peso sollevato sul gancio non raggiunga il tavolo quando cade. Misurare il peso del carico P, N. 2. Sollevare il carico fino al punto in cui è fissato il filo. Installare il morsetto sull'asta del dinamometro vicino alla staffa limite. 3. Sollevare il carico fin quasi al gancio del dinamometro e misurare l'altezza h1 del carico sopra la tavola (è conveniente misurare l'altezza alla quale si trova il bordo inferiore del carico).
4. Rilasciare il carico senza spingere. Quando il peso cade, allungherà la molla e il fermo si sposterà verso l'alto lungo l'asta. Quindi, allungando manualmente la molla in modo che il fermo si trovi nella staffa limite, misurare F, x e h2.
5. Calcolare: a) l'aumento dell'energia potenziale della molla: Epr = F x / 2; b) diminuzione dell'energia potenziale del carico: |ΔEgr| = P(h1 - h2). 6. Scrivi i risultati delle misurazioni e dei calcoli in una tabella. 7. Trarre una conclusione: perché il rapporto Epr / |ΔEgr| non può essere uguale a 1?
Letteratura: 1. Libro di testo: Fisica. 10a elementare: libro di testo. per l'istruzione generale istituzioni con agg. per elettrone media: base e profilo. livelli/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; a cura di V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. — M: Illuminismo, 2011. 2. http://yandex.ru/images 3. http://lessons.worldphysics.rf
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Lavoro di laboratorio n. 2 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica” in 10a elementare.
Libro di testo: Fisica. 10a elementare: libro di testo. per l'istruzione generale istituzioni con agg. per elettrone media: base e profilo. livelli/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; a cura di V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. — M: Illuminismo, 2011.
Descrizione del lavoro: Un carico di peso P è legato con un filo al gancio di una molla del dinamometro e, sollevato ad un'altezza h1 sopra la superficie del tavolo, viene rilasciato. L'altezza del carico h2 viene misurata nel momento in cui la velocità del carico diventa pari a 0, così come l'allungamento x della molla in questo momento. Si calcola la diminuzione dell'energia potenziale del carico e l'aumento dell'energia potenziale della molla.
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Presentazione di fisica “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica” 10a elementare
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Scuola secondaria MBOU, Lazarev, distretto di Nikolaevskij, territorio di Khabarovsk
Completato da: insegnante di fisica T.A. Knyazeva
Lavoro di laboratorio n. 2. Grado 10
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
Obiettivo del lavoro: impareranno a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata elasticamente, e a confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Attrezzatura: un treppiede con attacco e piede, un dinamometro da laboratorio con bloccaggio, un metro a nastro, un peso su un filo lungo circa 25 cm.
Determina il peso della palla F 1 = 1 N.
La distanza l dal gancio del dinamometro al baricentro della palla è 40 cm.
Allungamento massimo della molla l=5 cm.
Forza F =20 N, F /2=10 N.
Altezza di caduta h = l + l =40+5=45 cm=0,45 m.
E p1 = F 1 x (l + l) = 1Нх0,45 m = 0,45 J.
Ep2 = F /2x L =10Nx0,05m=0,5J.
Inseriamo i risultati delle misurazioni e dei calcoli nella tabella:
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
confrontare le variazioni dell'energia potenziale del carico e dell'energia potenziale della molla.
un treppiede con attacco e morsetto, un dinamometro con bloccaggio, un peso, un filo resistente, un metro o un righello con divisioni millimetriche.
Un carico di peso P è legato tramite un filo al gancio della molla del dinamometro e, sollevato ad un'altezza h 1 sopra il piano del tavolo, viene rilasciato.
L'altezza del carico h 2 viene misurata nel momento in cui la velocità del carico diventa zero (alla massima allungamento della molla), così come l'allungamento x della molla in questo momento. L'energia potenziale del carico è diminuita di
|ΔE gr | = P(h 1 - h 2), e l'energia potenziale della molla aumentata di , dove k è il coefficiente di rigidezza della molla, x è l'allungamento massimo della molla corrispondente alla posizione più bassa del carico.
Poiché parte dell'energia meccanica viene convertita in energia interna a causa dell'attrito nel dinamometro e della resistenza dell'aria, il rapporto
E pr / |ΔE gr | meno di uno. In questo lavoro, dobbiamo determinare quanto questo rapporto è vicino all'unità.
Il modulo di forza elastica e il modulo di allungamento sono legati quindi dalla relazione F = kx, dove F è la forza elastica corrispondente al massimo allungamento della molla. Pertanto, per trovare il rapporto E pr / |ΔE gr |, è necessario misurare P, h 1, h 2, F e x.
Per misurare F, x e h 2 è necessario annotare lo stato corrispondente al massimo allungamento della molla. Per fare questo, metti un pezzo di cartone (morsetto) sull'asta del dinamometro, che può muoversi lungo l'asta con poco attrito. Quando il carico si sposta verso il basso, il morsetto di arresto del dinamometro sposterà il blocco e si sposterà verso l'alto sull'asta del dinamometro. Quindi, allungando manualmente il dinamometro in modo che il fermo sia nuovamente in corrispondenza della staffa di limitazione, leggere il valore di F e misurare anche x e h 2.
Sezioni: Fisica
Educativo: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata, confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Sviluppo: sviluppare la capacità di applicare le conoscenze teoriche durante l'esecuzione di lavori di laboratorio, la capacità di analizzare e trarre conclusioni.
Educativo: coltivare la capacità di introspezione e un atteggiamento critico nei confronti della propria conoscenza.
Momento organizzativo - 5 minuti.
Introduzione all'argomento della lezione - 5 minuti.
Studio della parte teorica del lavoro e progettazione – 10 minuti.
Completamento del lavoro - 20 minuti.
Autovalutazione dei risultati e parte finale della lezione - 5 minuti.
Attrezzature e materiali per la lezione.
Si ripete la definizione di energia potenziale e forza elastica.
Introduzione all'argomento della lezione
L'insegnante parla brevemente della procedura per eseguire il lavoro e delle differenze rispetto al lavoro descritto nel libro di testo.
Registrare l'argomento della lezione
1. Scrivi su un quaderno.
Gli studenti completano il lavoro di laboratorio e disegnano una tabella.
2. L'insegnante spiega il problema tramite una dimostrazione, mettiamo un pezzo di plastica espansa sull'asta proveniente dalla molla del dinamometro, alziamo il peso fino alla lunghezza del filo (5-7 cm) e abbassiamo il pezzo di schiuma appoggiato contro il limitatore posto nella parte inferiore del banco dinamometrico e si solleva quando la molla viene compressa. E poi, secondo il piano di lavoro, allunghiamo la molla finché la schiuma non tocca il limitatore del dinamometro e misuriamo l'allungamento massimo della molla e la massima forza elastica.
3. Gli studenti fanno domande e chiariscono i punti poco chiari.
4. Inizia a svolgere la parte pratica del lavoro.
5. Eseguire calcoli e verificare la legge di conservazione dell'energia.
6. Traggono le conclusioni e consegnano i loro quaderni.
Autovalutazione delle conoscenze
Gli studenti esprimono le loro conclusioni, i risultati ottenuti e danno loro una valutazione.
Le modifiche al lavoro di laboratorio sono state apportate in base alle attrezzature disponibili.
Una volta terminato il lavoro gli obiettivi prefissati vengono raggiunti.
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Lavoro di laboratorio n. 3 "Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica".
Lo scopo della lezione:
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“Lavoro di laboratorio n. 3 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica”.
Distretto autonomo di Khanty-Mansiysk - Ugra
"COLLEGIO POLITECNICO SURGUT"
Kuzmaul Maria Sergeevna, insegnante di fisica
Argomento della lezione: lavoro di laboratorio n. 3 " Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica."
Tipo di lezione: laboratorio-pratico
Tecniche: “Rivista di volo”, esplicativa e illustrativa, algoritmizzazione.
Lo scopo della lezione: studiare la legge di conservazione dell'energia durante il lavoro pratico
insegnare come usare gli strumenti e leggere le letture degli strumenti
insegnare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata; confrontare due valori di energia potenziale del sistema.
sviluppo del pensiero degli studenti, formazione in loro per acquisire e applicare autonomamente le conoscenze, osservare e spiegare i fenomeni fisici;
sviluppo della capacità di analizzare e trarre conclusioni sulla base di dati sperimentali.
incoraggiare gli studenti a superare le difficoltà nel processo di attività mentale, incoraggiare la tolleranza e il collettivismo;
formazione di interessi cognitivi per la fisica e la tecnologia.
Forme di organizzazione delle attività educative: frontale; individuale; gruppo
Come risultato delle attività di apprendimento, in una lezione pianificata, gli studenti dovrebbero:
Consolidare le conoscenze sull'argomento "La legge di conservazione dell'energia e la sua applicazione".
Mostrare abilità nel lavoro individuale e nel lavoro di gruppo;
Migliorare le competenze e le abilità precedentemente acquisite nella conduzione di esperimenti attraverso l'uso di strumenti fisici e di misura per misurare grandezze fisiche: forza di attrito, peso corporeo.
Sviluppare la capacità di analizzare, redigere una relazione sul lavoro svolto e trarre conclusioni sulla base dei risultati ottenuti.
UMK: proiettore multimediale, treppiede con attacco e piede; dinamometro da laboratorio; governate; carico di massa m su un filo di lunghezza l, descrizioni del lavoro di laboratorio.
1. Momento organizzativo - 2 minuti(Nome dell'argomento, obiettivi)
2. Aggiornamento - 8 minuti
— Verifica dei dati anagrafici — sondaggio frontale — 3 min.
Cos'è l'energia potenziale? I suoi tipi?
Cos'è l'energia cinetica?
Qual è l'energia meccanica totale?
Nomina la legge di conservazione dell'energia meccanica.
— accoglienza “Diario di bordo” — compilazione della colonna di quello che so! (Discussione collettiva) - 5 min
3. Esecuzione di attività di laboratorio - 50 minuti
Condurre corsi di formazione sulla sicurezza;
Studiare a destra/sinistra (presentare gli strumenti agli studenti, prestare attenzione all'ordine di lavoro).
registrazione del lavoro degli studenti sui quaderni: argomento, scopo, attrezzatura, ordine di lavoro.
svolgimento del lavoro degli studenti, l'insegnante controlla il lavoro in gruppi.
Analisi e conclusione del lavoro.
4. Consolidamento - 10 minuti.
Gli studenti rispondono individualmente alle domande per iscritto.
5. Riflessione. — 8 minuti
Ritorna allo scopo della lezione: discutere come la forza di attrito dipende dal peso del corpo?
Compilazione del diario di bordo.
“Chi pensa di aver lavorato attivamente in classe? Mani in alto"
Pensi di aver raggiunto il risultato giusto?
6. Compiti a casa: imparare § — 2 minuti.
Lavoro di laboratorio n. 3 Allegato 1.
Soggetto: Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
Obiettivo del lavoro: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata; confrontare due valori di energia potenziale del sistema..
Attrezzatura: treppiede con attacco e piede; dinamometro da laboratorio; governate; pesatura del carico M su una lunghezza del filo l.
L'esperimento viene effettuato con un peso attaccato a un'estremità di un filo lungo l. L'altra estremità del filo è legata al gancio del dinamometro. Se si solleva il carico, la molla del dinamometro si indeforma e l'ago del dinamometro segna zero, mentre l'energia potenziale del carico è dovuta solo alla gravità. Il carico viene rilasciato e cade allungando la molla. Se prendiamo il punto più basso che raggiunge cadendo come livello zero di riferimento per l’energia potenziale di interazione di un corpo con la Terra, allora è ovvio che l’energia potenziale del corpo nel campo gravitazionale si trasforma in energia potenziale di deformazione della molla del dinamometro:
mg(l+Δl) = kΔl 2
/2
, Dove Δl- massimo allungamento della molla, K- la sua rigidità.
La difficoltà dell'esperimento sta nel determinare con precisione la deformazione massima della molla, poiché il corpo si muove velocemente.
Istruzioni per l'uso
Per completare l'opera montare l'impianto mostrato in figura. Il dinamometro è fissato alla gamba del treppiede.
1. Legare un peso a un filo, legare l'altra estremità del filo al gancio di un dinamometro e misurare il peso del carico F T =mg(in questo caso il peso del carico è pari alla sua gravità).
2.Misura la lunghezza l filo su cui è attaccato il carico.
3. Sollevare il carico fino al punto 0 (segnato sul dinamometro).
4. Rilasciare il carico, misurare la massima forza elastica con un dinamometro F sì e un righello per il massimo allungamento della molla Δl, contando dalla divisione zero del dinamometro.
5. Calcolare l'altezza da cui cade il carico: h = l + Δl(è l'altezza alla quale si sposta il baricentro del carico).
6. Calcolare l'energia potenziale del carico sollevato E' P = mg(l + Δl).
8. Immettere i risultati delle misurazioni e dei calcoli nella tabella.
Lavoro di laboratorio n. 7 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica”
Libro di testo di fisica per la nona classe (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
compito №7
al capitolo " LAVORI DI LABORATORIO».
Scopo del lavoro: confrontare due quantità: una diminuzione dell'energia potenziale di un corpo attaccato a una molla quando cade e un aumento dell'energia potenziale di una molla allungata.
1) un dinamometro con rigidezza della molla pari a 40 N/m; 2) righello
misurazione; 3) peso del set meccanico; la massa del carico è (0,100 ±0,002) kg.
Materiali: 1) contenitore;
2) treppiede con attacco e piede.
Per il lavoro viene utilizzata l'installazione mostrata nella Figura 180. Si tratta di un dinamometro montato su un treppiede con blocco 1.
La molla del dinamometro termina con un vergella con gancio. La serratura (rappresentata separatamente in scala ingrandita - contrassegnata dal numero 2) è una lastra di sughero leggero (dimensioni 5 X 7 X 1,5 mm), tagliata con un coltello al centro. È posizionato sulla vergella del dinamometro. Il fermo dovrebbe muoversi lungo l'asta con poco attrito, ma dovrebbe esserci ancora abbastanza attrito per evitare che cada da solo. È necessario accertarsene prima di iniziare il lavoro. A tale scopo, il fermo viene installato sul bordo inferiore della scala sulla staffa limite. Quindi allunga e rilascia.
Lo scrocco insieme al vergella dovrà sollevarsi verso l'alto, segnando il massimo allungamento della molla, pari alla distanza dalla battuta allo scrocco.
Se si solleva un carico appeso al gancio di un dinamometro in modo che la molla non venga allungata, l'energia potenziale del carico rispetto, ad esempio, alla superficie del tavolo è pari a mgH. Quando un carico cade (abbassandosi ad una distanza x = h), l'energia potenziale del carico diminuirà di
e l'energia della molla durante la sua deformazione aumenta di
Ordine di lavoro
1. Posizionare saldamente il peso del kit meccanica sul gancio del dinamometro.
2. Sollevare il peso manualmente, scaricando la molla e installare il blocco nella parte inferiore della staffa.
3. Rilasciare il carico. Man mano che il peso diminuisce, la molla si allungherà. Rimuovere il peso e utilizzare un righello per misurare l'allungamento massimo x della molla utilizzando la posizione del fermo.
Presentazione di fisica per lavoro di laboratorio n. 2 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica” 10a elementare
Corsi di riqualificazione professionale del Centro di formazione “Professional” di Mosca
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Lavoro di laboratorio n. 2 Argomento: Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica. Scopo del lavoro: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata; confrontare due valori di energia potenziale del sistema. Attrezzatura: treppiede con attacco e piede; dinamometro da laboratorio; governate; un carico di massa m su un filo di lunghezza l.
Progresso: Nota: la difficoltà dell'esperimento sta nel determinare con precisione la deformazione massima della molla, poiché il corpo si muove rapidamente. P, N h1, m h2, m F, N x, m |ΔEgr|, J Epr, J Epr / |ΔEgr|
Istruzioni per il lavoro: Per eseguire il lavoro, montare l'impianto mostrato in figura. Il dinamometro è fissato alla gamba del treppiede.
1. Lega un peso su una corda al gancio di un dinamometro. Fissare il dinamometro al morsetto del treppiede ad un'altezza tale che il peso sollevato sul gancio non raggiunga il tavolo quando cade. Misurare il peso del carico P, N. 2. Sollevare il carico fino al punto in cui è fissato il filo. Installare il morsetto sull'asta del dinamometro vicino alla staffa limite. 3. Sollevare il carico fin quasi al gancio del dinamometro e misurare l'altezza h1 del carico sopra la tavola (è conveniente misurare l'altezza alla quale si trova il bordo inferiore del carico).
4. Rilasciare il carico senza spingere. Quando il peso cade, allungherà la molla e il fermo si sposterà verso l'alto lungo l'asta. Quindi, allungando manualmente la molla in modo che il fermo si trovi nella staffa limite, misurare F, x e h2.
5. Calcolare: a) l'aumento dell'energia potenziale della molla: Epr = F x / 2; b) diminuzione dell'energia potenziale del carico: |ΔEgr| = P(h1 - h2). 6. Scrivi i risultati delle misurazioni e dei calcoli in una tabella. 7. Trarre una conclusione: perché il rapporto Epr / |ΔEgr| non può essere uguale a 1?
Letteratura: 1. Libro di testo: Fisica. 10a elementare: libro di testo. per l'istruzione generale istituzioni con agg. per elettrone media: base e profilo. livelli/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; a cura di V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. — M: Illuminismo, 2011. 2. http://yandex.ru/images 3. http://lessons.worldphysics.rf
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Libro di testo: Fisica. 10a elementare: libro di testo. per l'istruzione generale istituzioni con agg. per elettrone media: base e profilo. livelli/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; a cura di V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. — M: Illuminismo, 2011.
Descrizione del lavoro: Un carico di peso P è legato con un filo al gancio di una molla del dinamometro e, sollevato ad un'altezza h1 sopra la superficie del tavolo, viene rilasciato. L'altezza del carico h2 viene misurata nel momento in cui la velocità del carico diventa pari a 0, così come l'allungamento x della molla in questo momento. Si calcola la diminuzione dell'energia potenziale del carico e l'aumento dell'energia potenziale della molla.
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Scuola secondaria MBOU, Lazarev, distretto di Nikolaevskij, territorio di Khabarovsk
Completato da: insegnante di fisica T.A. Knyazeva
Lavoro di laboratorio n. 2. Grado 10
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
Obiettivo del lavoro: impareranno a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata elasticamente, e a confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Attrezzatura: un treppiede con attacco e piede, un dinamometro da laboratorio con bloccaggio, un metro a nastro, un peso su un filo lungo circa 25 cm.
Determina il peso della palla F 1 = 1 N.
La distanza l dal gancio del dinamometro al baricentro della palla è 40 cm.
Allungamento massimo della molla l=5 cm.
Forza F =20 N, F /2=10 N.
Altezza di caduta h = l + l =40+5=45 cm=0,45 m.
E p1 = F 1 x (l + l) = 1Нх0,45 m = 0,45 J.
Ep2 = F /2x L =10Nx0,05m=0,5J.
Inseriremo i risultati delle misurazioni e dei calcoli nella tabella.
Scuola secondaria MBOU, Lazarev, distretto di Nikolaevskij, territorio di Khabarovsk
Completato da: insegnante di fisica T.A. Knyazeva
Lavoro di laboratorio n. 2. Grado 10
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
Obiettivo del lavoro : impareranno a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata elasticamente, e a confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Attrezzatura : un treppiede con attacco e piede, un dinamometro da laboratorio con bloccaggio, un metro a nastro, un peso su un filo lungo circa 25 cm.
Determina il peso della pallaF 1 =1N.
Distanzaldal gancio del dinamometro al baricentro della pallina dista 40 cm.
Massimo allungamento della mollal=5cm.
ForzaF=20N,F/2=10 N.
Altezza di cadutaH= l+ l=40+5=45 cm=0,45 m.
E p1 = F 1 X(l+ l)=1Nx0,45m=0,45J.
E p2 = F/2xl=10Nx0,05m=0,5J.
Inseriamo i risultati delle misurazioni e dei calcoli nella tabella:
F 1 =mg(H)
L (cm)
l(cm)
H(cm)
F(H)
E p1 (J)
E p2 (J)
0,45
0,5
Conclusione : Abbiamo misurato sperimentalmente l'energia potenziale di un corpo sollevato dal suolo e di una molla deformata elasticamente. Durante le misurazioni e i calcoli abbiamo ottenuto approssimativamente le stesse energie potenziali, il che conferma la legge di conservazione dell'energia.
Domande di controllo
Quale espressione determina l'energia potenziale di una molla deformata?
Quale espressione determina l'energia cinetica di un corpo?
In quali condizioni è soddisfatta la legge di conservazione dell’energia meccanica?
Prova della legge di conservazione dell'energia.
Opzione 1.
1. Quando un corpo cade da un'altezza di 2 m, la forza di gravità compie un lavoro di 12 J. Qual è la massa del corpo?
a) 6 kg b) 0,6 kg c) 24 kg d) 12 kg.
2. Durante la frenata, il corpo cambia la sua velocità da 20 m/s a 5 m/s. In questo caso, la forza di attrito ha compiuto un lavoro di 188 J. Qual è la massa del corpo?
3. Il processo di lavoro è...
d) non esiste una risposta “corretta” tra le risposte.
4. Quale dei seguenti corpi ha energia cinetica:
b) un aereo in volo;
c) molla allungata;
d) un pallone volante?
a) una palla che rotola a terra;
b) un arco con la corda tesa;
c) gas compresso in una bombola;
d) Cabina della ruota panoramica.
6. Una palla d'acciaio che vola orizzontalmente colpisce elasticamente una barra d'acciaio sospesa su un filo. Elenca tutte le affermazioni corrette.
a) L'energia meccanica del sistema “palla e blocco” non cambia durante l'interazione;
c) La quantità di moto della palla cambia durante l'interazione.
a) la somma dell'energia potenziale e cinetica rimane invariata durante il movimento della palla;
b) la quantità di moto della palla aumenta in valore assoluto man mano che cade;
Opzione numero 2.
1. Una sfera d'acciaio che vola orizzontalmente colpisce elasticamente una barra d'acciaio sospesa su un filo. Elenca tutte le affermazioni corrette.
a) L'energia meccanica del sistema “palla e blocco” non cambia durante l'interazione,
b) Lo slancio del sistema “palla e blocco” non cambia durante l'interazione.
c) La quantità di moto della palla cambia durante l'interazione.
2. Quando un corpo cade da un'altezza di 2 m, la forza di gravità compie un lavoro di 12 J. Qual è la massa del corpo?
a) 6 kg b) 0,6 kg c) 24 kg d) 12 kg,
3. Quale dei seguenti corpi ha energia cinetica:
a) una pietra sollevata da terra;
b) un aereo in volo;
c) molla allungata;
d) un pallone volante?
4. Il processo di lavoro è...
a) qualsiasi processo di trasformazione energetica;
b) il processo di trasformazione energetica non associato al movimento dei corpi;
c) il processo di trasformazione dell'energia sotto l'azione delle forze su un corpo in movimento;
d) non esiste una risposta “corretta” tra le risposte.
5. Quale dei seguenti corpi ha energia potenziale:
a) una palla che rotola a terra;
b) un arco con la corda tesa;
c) gas compresso in una bombola;
d) Cabina della ruota panoramica.
6. Durante la frenata, il corpo cambia la sua velocità da 20 m/s a 5 m/s. In questo caso, la forza di attrito ha compiuto un lavoro di 188 J. Qual è la massa del corpo?
a) 15 kg b) 376 kg c) 1 kg d) 25 kg.
7. Dalla finestra il ragazzo ha lanciato una palla orizzontalmente. Supponendo che la resistenza dell'aria possa essere trascurata, indicare tutte le affermazioni corrette.
a) la somma dell'energia potenziale e cinetica rimane invariata durante il movimento della palla.
b) la quantità di moto della palla aumenta in valore assoluto man mano che cade.
c) l'energia cinetica della palla aumenta quando cade.
Documento selezionato per la visualizzazione Lavoro di laboratorio 2.docx
Scuola secondaria MBOU, Lazarev, distretto di Nikolaevskij, territorio di Khabarovsk
Completato da: insegnante di fisica T.A. Knyazeva
Lavoro di laboratorio n. 2. Grado 10
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica.
Obiettivo del lavoro: impareranno a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata elasticamente, e a confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Attrezzatura: un treppiede con attacco e piede, un dinamometro da laboratorio con bloccaggio, un metro a nastro, un peso su un filo lungo circa 25 cm.
Determina il peso della palla F 1 = 1 N.
La distanza l dal gancio del dinamometro al baricentro della palla è 40 cm.
Allungamento massimo della molla l=5 cm.
Forza F =20 N, F /2=10 N.
Altezza di caduta h = l + l =40+5=45 cm=0,45 m.
E p1 = F 1 x (l + l) = 1Нх0,45 m = 0,45 J.
Ep2 = F /2x L =10Nx0,05m=0,5J.
Inseriamo i risultati delle misurazioni e dei calcoli nella tabella:
Lavoro di laboratorio “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica”
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STUDIO DELLA LEGGE DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA
Obiettivo del lavoro: stabilire sperimentalmente che l’energia meccanica totale di un sistema chiuso rimane invariata se tra i corpi agiscono solo forze gravitazionali ed elastiche.
Attrezzatura: un dispositivo per dimostrare l'indipendenza delle forze; bilance, pesi, righelli di misurazione; filo a piombo; carta bianca e carta carbone; treppiede per lavoro frontale.
La configurazione sperimentale è mostrata in figura. Quando l'asta A devia dalla posizione verticale, la palla alla sua estremità sale ad una certa altezza h rispetto al livello iniziale. Allo stesso tempo, il sistema di corpi interagenti “Earth-ball” acquisisce un’ulteriore riserva di energia potenziale ? E P = mgh .
Se l'asta viene rilasciata, ritornerà in posizione verticale, dove verrà fermata da un apposito fermo. Considerando la forza di attrito molto piccola, possiamo supporre che durante il movimento dell'asta sulla palla agiscano solo forze gravitazionali ed elastiche. Basandosi sulla legge di conservazione dell'energia meccanica, possiamo aspettarci che l'energia cinetica della palla nel momento in cui supera la posizione iniziale sarà uguale alla variazione della sua energia potenziale: 
Calcolando l'energia cinetica della palla e la variazione della sua energia potenziale, e confrontando i risultati ottenuti, è possibile verificare sperimentalmente la legge di conservazione dell'energia meccanica. Per calcolare la variazione dell'energia potenziale di una palla, è necessario determinare la sua massa t su una scala e misurare l'altezza h di sollevamento della palla utilizzando un righello.
Per determinare l'energia cinetica della palla, è necessario misurare l'entità della sua velocità?. Per fare ciò, il dispositivo viene rinforzato sopra la superficie del tavolo, l'asta con la palla viene spostata lateralmente all'altezza H + h e quindi rilasciata. Quando l'asta colpisce il fermo, la pallina salta giù dall'asta.
La velocità della palla cambia durante la caduta, ma la componente orizzontale della velocità rimane invariata e uguale in grandezza alla velocità? la palla nel momento in cui l'asta colpisce il fermo. Quindi velocità? dall'espressione si può determinare la pallina al momento del rilascio dall'asta
V = l / t, dove l è il raggio d'azione della palla, t è il momento della sua caduta.
Il tempo t di caduta libera dall'altezza H (vedi Fig. 1) è pari a: , quindi
V = l / v 2Í/g. Conoscendo la massa della palla, puoi trovare la sua energia cinetica: E k = mv 2 /2 e confrontarla con l'energia potenziale.
Ordine di lavoro
1. Montare il dispositivo su un treppiede ad un'altezza di 20-30 cm sopra il tavolo, come mostrato in figura. Posiziona la pallina con il foro sull'asta e fai un esperimento preliminare. Sul luogo dell'incidente
palla, fissare un foglio di carta bianca con nastro adesivo e ricoprirlo con un foglio di carta da fotocopie.
3. Rimettendo la sfera sull'asta, spostare l'asta di lato, misurare l'altezza della sfera h rispetto al livello originale e rilasciare l'asta. Dopo aver rimosso un foglio di carta da copia, determinare la distanza l tra il punto sul tavolo sotto la palla nella sua posizione iniziale, trovato dal filo a piombo, e il segno sul foglio di carta nel punto in cui è caduta la palla.
4. Misurare l'altezza della palla sopra il tavolo nella posizione iniziale. Pesare la palla e calcolare la variazione della sua energia potenziale? E p e l'energia cinetica Ek nel momento in cui la palla passa attraverso la posizione di equilibrio.
5. Ripeti l'esperimento per altri due valori di altezza h ed effettua misurazioni e calcoli. Inserisci i risultati nella tabella.
7. Confronta i valori delle variazioni dell'energia potenziale della palla con la sua energia cinetica e trai una conclusione sui risultati del tuo esperimento
Libro di testo di fisica per la nona classe (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
compito №7
al capitolo " LAVORI DI LABORATORIO».
misurazione; 3) peso del set meccanico; la massa del carico è (0,100 ±0,002) kg.
Materiali: 1) contenitore;
2) treppiede con attacco e piede.
e l'energia della molla durante la sua deformazione aumenta di
Ordine di lavoro
Lavoro di laboratorio n. 7 “Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica”
LAVORI DI LABORATORIO> numero 7
Scopo del lavoro: confrontare due quantità: una diminuzione dell'energia potenziale di un corpo attaccato a una molla quando cade e un aumento dell'energia potenziale di una molla allungata.
1) un dinamometro con rigidezza della molla pari a 40 N/m; 2) righello
Misurazione; 3) peso del set meccanico; la massa del carico è (0,100 ±0,002) kg.
Materiali: 1) contenitore;
2) treppiede con attacco e piede.
Per il lavoro viene utilizzata l'installazione mostrata nella Figura 180. Si tratta di un dinamometro montato su un treppiede con blocco 1.
La molla del dinamometro termina con un vergella con gancio. La serratura (rappresentata separatamente in scala ingrandita - contrassegnata dal numero 2) è una lastra di sughero leggero (dimensioni 5 X 7 X 1,5 mm), tagliata con un coltello al centro. È posizionato sulla vergella del dinamometro. Il fermo dovrebbe muoversi lungo l'asta con poco attrito, ma dovrebbe esserci ancora abbastanza attrito per evitare che cada da solo. È necessario accertarsene prima di iniziare il lavoro. A tale scopo, il fermo viene installato sul bordo inferiore della scala sulla staffa limite. Quindi allunga e rilascia.
Lo scrocco insieme al vergella dovrà sollevarsi verso l'alto, segnando il massimo allungamento della molla, pari alla distanza dalla battuta allo scrocco.
Se si solleva un carico appeso al gancio di un dinamometro in modo che la molla non venga allungata, l'energia potenziale del carico rispetto, ad esempio, alla superficie del tavolo è pari a mgH. Quando un carico cade (abbassandosi ad una distanza x = h), l'energia potenziale del carico diminuirà di
E l'energia della molla durante la sua deformazione aumenta di
Ordine di lavoro
1. Posizionare saldamente il peso del kit meccanica sul gancio del dinamometro.
2. Sollevare il peso manualmente, scaricando la molla e installare il blocco nella parte inferiore della staffa.
3. Rilasciare il carico. Man mano che il peso diminuisce, la molla si allungherà. Rimuovere il peso e utilizzare un righello per misurare l'allungamento massimo x della molla utilizzando la posizione del fermo.
4. Ripeti l'esperimento cinque volte.
6. Inserisci i risultati nella tabella:
7. Confronta l'atteggiamento
Con unità e trarre una conclusione sull'errore con cui è stata messa alla prova la legge di conservazione dell'energia.
Legge di conservazione dell'energia meccanica. L'energia meccanica totale di un sistema chiuso di corpi interagenti con forze gravitazionali o elastiche rimane invariata per qualsiasi movimento dei corpi del sistema
Consideriamo un corpo del genere (nel nostro caso, una leva). Su di essa agiscono due forze: il peso dei carichi P e la forza F (l'elasticità della molla del dinamometro), per cui la leva è in equilibrio e i momenti di queste forze devono essere uguali tra loro. Determiniamo i valori assoluti dei momenti delle forze F e P, rispettivamente:
Consideriamo una massa attaccata ad una molla elastica come mostrato in figura. Per prima cosa manteniamo il corpo nella posizione 1, la molla non è tesa e la forza elastica che agisce sul corpo è zero. Quindi rilasciamo il corpo e cade sotto l'influenza della gravità nella posizione 2, in cui la forza di gravità è completamente compensata dalla forza elastica della molla quando viene allungata di h (il corpo è a riposo in questo momento ).
Consideriamo la variazione dell'energia potenziale del sistema quando un corpo si sposta dalla posizione 1 alla posizione 2. Quando ci si sposta dalla posizione 1 alla posizione 2, l'energia potenziale del corpo diminuisce della quantità mgh e l'energia potenziale del la molla aumenta della quantità
Lo scopo del lavoro è confrontare queste due quantità. Strumenti di misura: un dinamometro con rigidità della molla nota in anticipo di 40 N/m, un righello, un peso da un kit meccanico.
Avanzamento del lavoro di laboratorio 5. Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica
1. Assemblare l'installazione mostrata in figura.
2. Legare un peso su una corda al gancio di un dinamometro (lunghezza della corda 12-15 cm). Fissare il dinamometro al morsetto del treppiede ad un'altezza tale che il peso sollevato sul gancio non raggiunga il tavolo quando cade.
3. Dopo aver sollevato il carico in modo che la filettatura si pieghi, installare il morsetto sull'asta del dinamometro vicino alla staffa limite.
Compiti
Educativo:
· Sviluppare conoscenze, competenze e abilità sul tema “L'opera della forza. Leggi di conservazione in meccanica"
· Riassumere e sistematizzare le conoscenze degli studenti sull'argomento “Il lavoro della forza. Leggi di conservazione in meccanica"
· Prepararsi per la certificazione finale rivedendo gli argomenti precedentemente studiati
Educativo:
· Promuovere l'indipendenza attraverso l'organizzazione del lavoro indipendente durante le lezioni
· Promuovere il desiderio di acquisire conoscenze e ricercare fatti interessanti
· Coltivare attenzione e precisione
Educativo:
· Sviluppare negli studenti capacità valutative e un atteggiamento critico verso il livello della loro preparazione attraverso l'autoesame dei compiti svolti in classe
· Sviluppare la capacità di selezionare le conoscenze necessarie da una grande quantità di informazioni, la capacità di generalizzare i fatti, trarre conclusioni (elaborare un diagramma riassuntivo sull'argomento precedente, che riflette tutti i concetti, fenomeni e leggi di questa sezione e le loro interrelazioni )
· Migliorare le capacità di lavoro indipendente (problem solving indipendente)
Sottoargomenti principali
Analisi strutturale e logica dell'argomento
Sottoargomenti principali.
Legge di conservazione dell'energia
§ 43. Lavoro della forza
§ 44. Potere
§ 45. Energia
§ 46. Energia cinetica e sue trasformazioni
§ 47. Lavoro di gravità
§ 48. Lavoro della forza elastica
§ 49. Energia potenziale
§ 50. La legge di conservazione dell'energia in meccanica
§ 51. Riduzione dell'energia meccanica di un sistema sotto l'influenza di forze di attrito
Pianificazione tematica di livello base e di profilo
in fisica, grado 10 (2 ore/settimana e 5 ore/settimana)
In questo argomento vengono introdotte le seguenti formule:
Qui A è il lavoro, F è il modulo della forza che compie il lavoro, S è il modulo di spostamento, α è l'angolo tra i vettori di forza e spostamento, k è la rigidezza, x è la deformazione, N è la potenza, v è la velocità , è il momento.
Nelle formule un certo corpo lavora o sviluppa potenza, la quale agisce su un dato corpo con una certa forza F. Questa può essere una forza di trazione o una forza di tensione o una forza di attrito, ecc., ma non la risultante di tutte le forze agenti su un dato corpo.
Quando si studia l'argomento “Lavoro della forza. Leggi di conservazione in meccanica" introduce quanto segue concetti:
Concetti fisici: Lavoro meccanico, potenza, energia, energia cinetica, energia potenziale, lavoro della gravità, lavoro della forza elastica, impatto assolutamente elastico, impatto assolutamente anelastico.
Legislazione: legge di conservazione della quantità di moto, legge di conservazione dell'energia.
Lavoro di laboratorio frontale
Studio della legge di conservazione dell'energia meccanica
Obiettivo del lavoro: imparare a misurare l'energia potenziale di un corpo sollevato da terra e di una molla deformata, confrontare due valori dell'energia potenziale del sistema.
Attrezzatura: un treppiede con attacco e piede, un dinamometro da laboratorio, una riga, un peso di massa m su un filo di lunghezza l, un set di cartoncini spessi circa 2 mm, vernice e un pennello.
Compito
Il conducente ha spento il motore nel momento in cui la velocità dell'auto era pari. Dopo ∆t = 2 s, la velocità dell'auto è scesa a Qual è stato l'impulso dell'auto nel momento in cui il motore è stato spento? Qual è la variazione della quantità di moto dell'auto ∆p? Qual è l'impulso della forza di resistenza al movimento dell'auto? La forza di resistenza al movimento nel tempo ∆t è rimasta costante ed è pari a
Secondo l'equazione fondamentale della dinamica, l'impulso della forza che agisce sul corpo è uguale alla variazione dell'impulso di questo corpo, il che significa ∆p = .
La variazione della quantità di moto ∆p è pari alla differenza tra l'impulso finale p e quello iniziale. Per definizione di impulso e , dove m è la massa dell'auto.
Teniamo presente che la variazione della quantità di moto ∆p è inferiore a zero, perché la velocità finale è inferiore a quella iniziale. Allora -∆p = - , da cui la massa dell'auto
Ora troviamo l’impulso iniziale dell’auto
Sostituendo i dati nelle equazioni otteniamo:
∆p = = 1,2 N∙s,
Risposta:∆p = = 1,2 N∙s, kg
Compito qualitativo:
Perché un ciclista aumenta la velocità quando si avvicina a una salita?
Se non c'è attrito, l'energia cinetica quando il ciclista sale si trasforma in potenziale e la velocità deve prima essere aumentata in modo che l'energia cinetica sia sufficiente per salire fino al punto più alto (l'energia totale rimane costante).
Se l'energia cinetica non diminuisce significa che qualcuno sicuramente svolgerà un lavoro, e questo compensa la diminuzione dell'energia cinetica. In questo problema il lavoro deve ovviamente essere svolto dal ciclista, cioè Quando si scala una montagna, il ciclista pedala così forte che il lavoro svolto compensa esattamente la perdita di energia cinetica. Se usi le formule, allora devi usare il teorema dell'energia meccanica; l'energia meccanica finale, meno l'energia meccanica iniziale, è pari al lavoro compiuto dalle forze esterne non conservative più il lavoro compiuto dalla forza di attrito (se presente) Solo quando il ciclista compie il lavoro di pedalata in salita l'energia cinetica può rimanere costante?
Letteratura metodologica utilizzata:
Kamenetsky “teoria e metodi di insegnamento della fisica a scuola. Domande private."
Myakishev 11a elementare
Kasatkina “Tutor di fisica”
Letteratura scientifica popolare e risorse Internet consigliate agli studenti:
Rivista "Kvant"
Rivista "Potenziale"
Rivista "Fisica per scolari"
Applicazione
Concetti
Lavoro meccanico– una quantità fisica pari al prodotto dei moduli forza e spostamento e il coseno dell'angolo compreso tra loro.
Energia– una quantità fisica pari al rapporto tra il lavoro e il periodo di tempo durante il quale è stato eseguito.
Energia– una quantità fisica che è una misura quantitativa del movimento e dell’interazione di tutti i tipi di materia. Pari al lavoro che un corpo o un sistema di corpi può compiere durante la transizione da un dato stato al livello zero.
Energia cinetica- l'energia che un corpo possiede grazie al suo movimento.
Energia potenziale– energia causata dall’interazione di diversi corpi o parti di un corpo. Dipende dalla posizione relativa dei corpi o dalla quantità di deformazione del corpo.
Lavoro di gravità– non dipende dalla traiettoria del corpo ed è sempre pari alla variazione dell’energia potenziale del corpo, presa con il segno opposto.
Lavoro della forza elastica– pari alla variazione dell’energia potenziale presa con il segno opposto.
Impatto assolutamente elastico– un urto in cui si conserva l’energia meccanica di un sistema di corpi.
Impatto assolutamente anelastico- una tale interazione d'impatto in cui i corpi si collegano (si attaccano insieme) tra loro e si muovono ulteriormente come un unico corpo.
