PROGETTO DI FISICA

ISTITUTO STATALE DI ISTRUZIONE SUPERIORE ''A. ROSMINI'' – Palma Campania (Na) Via Ugo Di Fazio, 10 – 80036 Palma Campania

SOTTO LA LENTE DELLA FISICA:

ESPLORANDO L'INQUINAMENTO ATMOSFERICO

START

INTRODUZIONE DELL'ELABORATO

In questo elaborato parlerò dei vari argomenti di fisica richiesti, facendo riferimento all'educazione civica , sottolineando la connessione che c'è tra queste due importanti discipline, sia in ambito scolastico che in ambito quotidiano. Di educazione civica tratterò in particolare della sotenibilità e dell'inquinamento in tutte le sue sfaccettature.

PRIMO ARGOMENTO

FORZA CENTRIPETA

• La forza centripeta è una forza diretta verso il centro della circonferenza. Essa è una forza di reazione che agisce su un oggetto in movimento, è fondamentale per il moto circolare.

DINAMICA DEL MOTO ARMONICO:

Il moto armonico è un tipo di movimento periodico che si verifica quando un oggetto oscilla avanti e dietro lungo una traiettoria definta dall' oscillatore armonico.

Esistono due tipi di oscillatore armonico:1. OSCILLATORE ARMONICO VERTICALE 2. OSCILLATORE ARMONICO ORIZZONTALE

OSCILLATORE ARMONICO VERTICALE

oscillatore armonico

• DIMOSTRAZIONE DEL PERIODO:

OSCILLATORE ARMONICO ORIZZONTALE

PENDOLO SEMPLICE

Il pendolo semplice è un sistema fisico che segue il modello dell' oscillatore armonico ed è costituito da una massa attaccata a un filo leggero di lunghezza L.

PENDOLO SEMPLICE:DIMOSTRAZIONE I

PENDOLO SEMPLICE:DIMOSTRAZIONE II

QUANTITà DI MOTO

La quantità di moto è un vettore il quale modulo è il prodotto tra la massa e la velocità.

QUANTINTà DI MOTO:

RAPPRESENTAZINE DELLA 2a LEGGE DELLA DINAMICA INERENTE ALLA QUANTITA DI MOTO

IMPULSO

• L'impulso di una forza che agisce su un oggetto è il prodotto della forza media per l'intervallo di tempo in cui essa agisce.
• L'impulso dunque è un cambio di moto dipendente dalla forza media

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TEORMA DELL'IMPULSO

La quantità di moto e l'impulso sono strettamente collegati tra loro attraverso il teorema dell'impulso. Questo teorema dice che L'impulso di una forza che agisce su un corpo in un intervallo di tempo è uguale alla variazione della quantità di moto del corpo.

TEOREMA DELL'IMPULSO ii

DIMOSTRAZIONE

LA SOSTENIBILITà

SERVIREBBE...UN'IMPULSO!

E già, nell'ambito della sostenibilità possiamo affermare che il mondo odierno avrebbe bisogno di un vero e proprio impulso, inteso come una serie di azioni volte a promuovere un cambiamrnto positivo nel contensto ambientale e sociale nel tempo. Ad esempio, l'adozione di politiche e pratiche sostenibili può generare un impulso verso la riduzione dell'impatto ambientale e il miglioramento delle condizionisociali a lungo termine. Ma facciamo chiarezza e partiamo col dire...Cos'è la sosenibilità?

Cos'è la sostenibilità?

La sostenibilità in generale si riferisce alla capacità di soddisfare le esigenze del presente senza compromettere le capacità delle future generazioni di soddisfare le proprie. Si tratta di un concetto che si applica ai vari settori come l'ambiente, l'economia, la società e la salute.

PARLIAMO IN PARTCOLARE DELLA...

SOSTENIBILITA AMBIENTALE

La sostenibilità ambientale si concentra principalmente sulla protezione e il mantenimento della salute degli ecosistemi, delle risorse naturali e della biodiversità. Questo include pratiche come il riciclaggio, la riduzione dei rifiuti, l'uso efficiente delle risorse, la conservazione degli habitat naturali e la riduzione delle emissioni inquinanti. La sostenibilità ambientale è un pilastro fondamentale della sostenibilità complessiva, che include anche aspetti economici e sociali.

+ info

AGENDA 2030

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OBIETTIVO N.7: ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE

L'obiettivo 7 dell'Agenda 2030, intitolato "Energia pulita e accessibile", si concentra sulla promozione di sistemi energetici sostenibili, economici e affidabili per tutti.

3 PILASTRI DELL' OBIETTIVO 7:

MAGGIORE INFO NEI PUNTI INTERATTIVI

1.ACCESSO UNIVERSALE ALL' ENERGIA

2.AUMENTO DELLA QUOTA DI ENERGIE RINNOVABILI

3.RADDOPPIO DEL TASSO DI MIGLIORAMENTO DELL'EFFICIENZA ENERGETICA

COSA POSSIAMO FARE?

Tutti noi in generale possiamo e dobbiare fare qualcosa per costruire un futuro migliore dal punto di vista della sotenibilità. In relazione all'obiettivo n.7 dell'agenda 2030, che possiamo fare affinche esso si raggiunga?

3 AZIONI DA SVOLGERE ASSOLUTAMENTE

01

Spegnere le luci quando non le usiamo, utilizzare elettrodomestici a basso consumo energetico e migliorare l'isolamento termico delle nostre case.

RIDUZIONE DEL CONSUMO DI ENERGIA

02

Sempre più fornitori di energia offrono opzioni di energia verde che provengono da fonti rinnovabili come l'eolico e il solare.

SCELTA DI FORNITORI DI ENERGIA RINNOVABILE

Possiamo contattare i nostri rappresentanti politici e chiedere loro di sostenere leggi che promuovono la diffusione di energie pulite e l'uso efficiente dell'energia.

03

SOSTEGNO ALLE POLITICHE PER LA SOSTENIBILITA ENERGETICA

ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE-CALORE

Un'altro tema molto importante per far si che si raggiunga questo obiettivo è sicuramente il calore. L'obiettivo n.7 e il calore infatti sono strettamente collegati attraverso 3 punti: 1.RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO 2.I VARI PROCESSI INDUSTRIALI 3.CAMBIAMENTI CLIMATICI

INTRODUCIAMO COSI

LA TERMOLOGIA

CHE COS'è?

La termologia ( da termo=calore e logia=studio ) è il settore della fisica che si interessa dei fenomeni termici. Questo settore comprende lo studio: 1. GENERAZIONE E PROPAGAZIONE DEL CALORE 2. FENOMENI CONNESSI CON SCAMBIO DI CALORE 3. DEI METODI E DEGLI STRUMENTI DELLA QUANTITA DI CALORE In particolare facciamo la differenza tra:

CALORE

TEMPERATURA

1.LA TEMPERATURA

CHE COS'è?

LA TEMPERATURA a differenza del calore è una grandezza scalare che ha lo scopo di misurare la quantità di energia termica e quindi stabilire se i due corpi sono in equilibrio termico oppure no. La misura della temperatura dipende dalla scelta della scala termometrica. All'aumentare della temperatura aumenterà anche il volume di un corpo e questo fenomeno prende il nome di DILATAZIONE TERMICA

DILATAZIONE TERMICA

Il fenomeno della dilatazione termica è presente anche nei liquidi e viene chiamata dilatazione cubica però l'acqua a differenza degli altri liquidi ha un comportamento anomalo infatti fra i 0 e i 4 gradi il suo volume invece di aumentare con la temperatura diminuisce

CURIOSITà!

Come conseguenza del comportamento anomalo dell'acqua abbiamo che per esempio gli iceberb galleggiano perchè il ghiaccio è meno denso dell'acqua.

2. ILCALORE

CHE COS'è?

IL CALORE è una forma di energia in transito che si trasmette da un corpo caldo a un corpo freddo. In particolare è decritto da questa formula

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2. il calore

CAPACITà TERMICA

La capacità termica di una sostanza è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una certa massa . In altre parole, è la capacità di una sostanza di assorbire calore senza cambiare di stato.

2.IL CALORE:LA PROPAGAZIONE DEL CALORE

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IL CaLORE PUò ESSERRE PROPAGATO IN VARI MODI:

primo metodo: conduzione

LA CONDUZIONE è la propagazione di calore che avviene per i solidi. In quest'ultima non c'è trasporto di materia ed è spiegata dalla legge di Fourier

secondo metodo:convezione

LA CONVEZIONE è la propagazione del calore tipica dei liquidi, qui c'è trasporto della materia ed avviene per i moti convettivi. Uno dei più classici esempi pratici è questo qui.

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Terzo metodo:irragiamento

L'IRRAGIAMENTO è la quantità di energia che i corpi irradiano. Avviene per lo stato gassoso ed è spiegato dalla legge di Stefan Boltzmann

JAMES JOULE

JAMES JOULE fu tra i primi scienziati a osservare i cambiamenti della quantità di calore tra un sistema termodinamico all'altro. James convinto che il calore fosse una forma di energia realizzò moltissimi esperimenti che gli permisero di scoprire il legame che c'era tra il calore e il lavoro. Inoltre Joule si occupò anche di determinare quanto calore genere la corrente elettrica che attraversa un filo conduttore.

MULINELLO DI JOULE

IL MULINELLO DI JOULE è un sistema fisico di piccole dimensioni, formato da un calorimetro contenente acqua, un termos che impedisce al calore di entrare e uscire.

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calore-effetto serra

IL CALORE E L'EFFETTO SERRA sono strettamente collegati attraverso un processo naturale sulla terra. Questo collegamento inoltre è essenziale per comprendere i vari cambiamenti climatici e le sfide ambientali che il mondo affronta oggi. Ma andiamo con ordine e partiamo col dire...Cos'è l effetto serra?

EFFETTO SERRA: cos'è?

L'EFFETTO SERRA è la capacità dell'atmosfera di trattenere il calore in uscita dalla Terra: i raggi del Sole attraversano l'atmosfera e colpiscono la superficie terrestre che viene riscaldata ed emette radiazioni verso l'esterno. Queste radiazioni incontrano poi dei gas atmosferici che le assorbono e le rilasciano verso la Terra, questo meccanismo è in grado di catturare il calore e di mantenere le temperature miti della Terra. In realtà questo fenomeno è diventato "negativo" poichè le attività umane producono una quantità troppo elevata di gas serra che hanno come conseguenza l'innalzamento della temperatura atmosferica.

COME FUNZIONA?

processO DEL FENOMEN0

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03

02

01

ASSORBIMENTO DELLA SUPERFICE

GHIOTTONERIA DEI GAS SERRA

RITRASMISSIONE DI CALORE

DAI UN OCCHIATA AI PUNTI INTERATTIVI PER SAPERNE DI PIU!

CONSEGUENZE DELL''EFFETTO SERRAI

SCIOGLIMENTO DEI GHIACCIAI

INNALZAMENTO DEL LIVELLO DEL MARE

ONDATE DI CALORE

CAMBIAMENTI CLIMATICI

AUMENTO DI TEMPESTE,URAGANI

PERIODI DI SICCITà

RIMEDI ALL'EFFETTO SERRA

06. VIAGGAIRE IN MODO PIù SOSTENIBILE

01. OPTARE PER ENERGIA RINNOVABILE

02. SPOSTARSI TRAMITE MEZZI PUBBLICI

07. SFRUTTARE L'ENERGIA SOLARE

08. MODIFICARE I CONSUMI ABITUALI

03. RICICLARE IN MANIERA CORRETTA

04. USARE LAMPADINE A LUNGA DURATA

09. RIUTILIZZARE E RICICLARE

05. USARE PRODOTTI DI PULIZIA ORGANICI

10. PRENDERE EFFICACI INIZIATIVE

RAPPRESENTAZIONE GARFICA

CONCLUSIONI

(EFFETTO SERRA-LAVORO)

Come ben sappiamo, una delle cause per il quale avviene l'emissione dei gas serra è il modo in cui viene prodotta l'energia. Per affrontare efficacemente il cambiamento climatico, proteggere il nostro pianeta e garantire un futuro migliore ai nostri figli, è necessario che ognuno di noi compia determinati sforzi o meglio, è necessario che ognuno di noi faccia il proprio LAVORO!

lavoro

Presentazione

O1

che cos'è il lavoro?

Il LAVORO in fisica rappresenta il prodotto della componente della forza nella direzione dello spostamento, per il modulo dello spostamento. Il lavoro, così come il calore si misura in joule.

IL LAVORO: UNA GRANDEZZA SCALARE

3 CASI PARTICOLARI

SECONDO CASO

PRIMO CASO

TERZO CASO

Quando l'angolo è di 90°, il lavoro sarà NULLO, cioè uguale a 0

Se l'angolo è di 180°, il lavoro sarà MINIMO, uguale a -1

Quando l'angolo è uguale a 0, il suo cos sarà 1 e dunque il lavoro sarà MASSIMO

LAVORO RESISTENTE

LAVORO MOTORE

IL LAVORO RESISTENTE lo abbiamo quando la forza e il vettore spostamento hanno segno opposto, d'altronde l'energia cinetica diminuisce

IL LAVORO MOTORE è quando i due vettori vanno verso lo stesso verso, dunque in questo caso l'energia cinetica aumenta

INTRODUCIAMO ORA

L'ENERGIA

L'ENERGIA IN FISICA è la capacità di un corpo di produrre lavoro

2 TIPI DI ENERGIA:

ENERGIA POTENZIALE

ENERGIA CINETICA

L'ENERGIA POTENZIALE è l'energiache ha un oggetto primadi iniziare il moto.

L'ENERGIA CINETICA è l'energia associata ad un corpo in movimento.

TEOREMA ENERGIA MECCANICA

Quando all'interno di un sistema agiscono solo forze conservative, allora vi è la conservazione dell'energia meccanica

L'ENERGIA MECCANICA in generale è la somma tra l'energia cinetica e potenziale EM=U+K

"L'ENERGIA si trasforma continuamente da una forma all'altra ma la sua quantità resta costante."

LEGGE DI CONSERVAZIONE DELLA QUANTITà DI MOTO

CONSERVAZIONE DELLA QUANTITà DI MOTO PER SISTEMI DI CORPI

3 CARATTERISTICHE

FORZE CONSERVATIVE

1. LAVORO lungo una curva chiusa uguale a 0
2. FORZE POSIZIONALI
3. IL LAVORO dipende solo dalla posizione iniziale e finale

1 CARATTERISTICA

FORZE NON CONSERVATIVE

1. C'è DISSIPAZIONE DI ENERGIA, come se venisse sottratta.

• FORZA PESO=CONSERVATIVA
• FORZA D'ATTRITO=NON CONSERVATIVA
• FORZA ELASTICA=CONSERVATIVA
• TENSIONE=NON CONSERVATIVA

ESEMPI DI FORZE CONSERVATIVI E NON:

dimostriamo che la forza peso è conservativa

dimostrazione

dimostriamo che la forza d'attrito non è conservativa

dimostrazione

dimostriamo che la tensione non è conservativa

dimostrazione

Presentazione

CENTRO DI MASSA

IL CENTRO DI MASSA è un punto geometrico che corrisponde alla media pesata di due o più masse.

se le masse sono uguali il centro di massa corrisponderà al punto medio degli oggetti

Presentazione

VELOCITA DEL CENTRO DI MASSA

PER LA VELOCITA DEL CENTRO DI MASSA si sostituisce semplicemente il vettore spostamento con il vettore velocità

Presentazione

ACCELERAZIONE DEL CENTRO DI MASSA

Sostituendo il vettore posizione con l'accelerazione notiamo che, dalla 2a legge della dinamica, tramite l'accelerazione del centro di massa ricaviamo lal sommatoria dlle forze

LEGGE DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA

Quando all'interno di un sistema vi agiscono solo forze conservative, allora si ha la conservazione dell'energia meccanica. Graficamente si traduce nel BILANCIO ENERGETICO.

Dal teorema dell'energia meccanica sappiamo che essa è la somma tra l'energia potenziale e l'energia cinetica. Soffermiamoci un po su quest'ultima.

ENERGIA CINETICA-INQUINAMENTO

L'energia cinetica ha una grande importanza anche nella vita quotidiana, essa infatti è quell'energia che viene generata dai vari mezzi di trasporti come automobili ,treni, aerei ecc. Tuttavia, è un aspetto negativo dato che, tutti questi mezzi di trasporto, comportano l'emissione di inquinanti atmosferici che hanno effetti dannosi sulla qualità dell'aria che respiriamo e di conseguenza sulla salute umana. Sebbene l'energia cinetica non sia inquinante in forma diretta, le attività che la generano contribuiscono notevolmente all' INQUINAMENTO ATMOSFERICO E AMBIENTALE.

Introduciamo ora

L'INQUINAMENTO

che cos'è l'inquinamento?

L'inquinamento è un'alterazione dell'ambienta dovuta alla presenza di sostanze o forme di energia che hanno effetti dannosi, indesiderati o nocivi su organismi viventi, ecosistemi o materiali. Queste sostanze, chiamate inquinanti, possono derivare da varie fonti, tra cui attività umane, processi industriali, veicoli a motore, agricoltura intensiva, scarichi industriali e scarichi urbani. Esistono varie frome di inquinamento, andiamo a vedere in particolare l'inquinamento atmosferico.

inquinamento atmosferico

L'inquinamento atmosferico è una forma di inquinamento che si riferisce all'insieme di tutti gli agenti fisici, chimici e biologici che modificano lo stato naturale dell'atmosfera terrestre.

principali cause dell'inquinamento atmosferico

INDUSTRIE

TRASPORTI

FONTI DI INQUINANTI

RISCALDAMENTO DOMESTICO

EMISSIONI TOTALI

AGRICOLTURA

TRAFFICO FERROVIARIO

TURBINE A GAS

COMBUSTIONE

TRASFORMAZIONI CHIMICHE

10

USO DI PRODOTTI SOLVENTI

11

ATTIVITA MINERARIE

12

PRINCIPALI CONSEGUENZE DELL'INQUINAMENTO ATMOSFERICO

CANCRO

MALATTIE CARDIACHE

PROBLEMI RESPIRATORI

EFFETTI AMBIENTALI NEGATIVI

EFFETTI SULLA SALUTE MENTALE

CAMBIAMENTI CLIMATCI

RIDUZIONE DELLA PRODUZIONE AGRICOLA

PERDITA DI BIODIVERSITA

IMPATTI ECONOMICI SULLE SPESE SANTIARIE

IMPATTO SULLA QUALITA DEL SUOLO

11

EFFETTI NEGATIVI SULLA CRESCITA DELLE PIANTE

12

AUMENTO DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA

10

BUCO DELL' OZONO.

IL BUCO DELL'OZONO consiste nella riduzione dello spessore dello strato di ozono presente nell'atmosfera terrestre. L'ozono è un gas presente in piccole quantità nell'atmosfera ed è iimportante perchè fa da scudo ai raggi ultravioletti dannosi. Col passare del tempo le quantità di questo gas stanno diminuendo radicalmente, portando conseguenze negative.

PIOGGE ACIDE

LE PIOGGIE ACIDE sono delle precipitazioni causate principalmente dall'emissione nell'atmosfera di ossidi di azoto e biossido di zolfo. Questi gas regiscono con l'umidità atmosferica e formano acidi che vengono trasportati dalle correnti atmosferiche e depositati sul suolo tramite le precipitazioni.

Ecco alcuni approcci che possono contribuire a mitigare l'inquinamento atmosferico

cosa dobbiamo fare?

PER RIDURRE L'INQUINAMENTO ATMOSFERICO, è necessario adottare iniziative e svolgere azioni prolifiche a livello individuale, comunitario, nazionale e internazionale. Purtroppo la situazione mondiale in questo ambito non è per niente in buone condizioni, dobbiamo dare tutti nel nostro piccolo, un contributo per vivere meglio e per mettere al sicuro il futuro dei nostri figli.

1. RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DEI TRASPORTI
2. MIGLIORAMENTO DELL'EFFICIENZA ENERGETICA
3. UTILIZZO DI FONTI ENERGETICHE PULITE
4. GESTIONE DEI RIFIUTI
5. SENSIBILIZZAZIONE E EDUCAZIONE PUBBLICA
6. MONITORAGGIO E RICERCA
7. PROMOZIONE DI PRATICHE AGGRICOLE SOSTENIBILI

.

TORNIAMO ORA ALLA FISICA

VELOCITà DI CADUTA LIBERA

IDIMOSTRAZIONE

CONSERVAZIONE DELLA FORZA ELASTICA

DIMOSTRAZIONE

DIMOSTRAZIONE ENERGIA MECCANICA EM=1/2 KA2

ENERGIA MECCANICA DEL PENDOLO SEMPLICE

conservazione dell'energia totale i

conservazione dell'energia totale ii

ULTIMO ARGOMENTO:

GLI URTI

START

GLI URTI: COSA SONO?

gLI URTI SONO DEGLI SCONTRI TRA OGGETTI E SI DIVIDONO IN DUE MACROAREE:

2. GLI URTI ANELASTICI che presentano solola conservazione della quantità di moto. Esistono anche gli URTI COMPLETAMENTE ANELASTICI che oltre ad esserci la conservazione della quantità di moto, i corpi si uniscono dopo l'urto.

1. GLI URTI ELASTICI che presentanola conservazione della quantità di moto e la conservazione dell'energia cinetica.

GLI URTI ANELASTICI

DIMOSTRAZIONE DELLA VELOCITA FINALE COMUNE

URTI ELASTICI: DIMOSTRAZIONE I

URTI ELASTICI: DIMOSTRAZIONE II

conclusioni

Grazie a una comprensione più profonda della sua origine e dei suoi effetti, possiamo adottare misure concrete per mitigare il suo impatto sull'ambiente e sulla nostra salute. Affrontare l'inquinamento richiede un impegno continuo e una determinazione senza sosta da parte di tutti noi. Siamo chiamati ad agire ora per proteggere il nostro ambiente e garantire un futuro più sano e sostenibile per tutti.

Attraverso lo svolgimento di questo elaborato, ho avuto modo di approfondire gli argomenti di fisica trattati durante quest'anno scolastico ed avere maggiore padronanza riguardo fenomeni che sono parte della nostra quotidianità. L'inquinamento è uno di questi e rappresenta una sfida urgente e globale che richiede un'immediata attenzione e azione.

CONCLUSIONI

E' importante sottolineare l'impegno dell' ONU con l'agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile. L'ONU, attraverso i 17 obiettivi di sviluppo sostenibile, incoraggia tutti gli stati membri, le organizzazioni internazionali, la società civile e il settore privato a lavorare insieme per raggiungere gli stessi entro il 2030. Con questi obiettivi, l'agenda 2030 fornisce un quadro chiave per guidare gli sforzi internazione verso un mondo più equo, sicuro e sostenibile.

fonti

1. LIBRO DI TESTO
2. I MIEI APPUNTI
3. WIKIPEDIA
4. GOOGLE IMMAGINI
5. SKUOLA.NET
6. UNRIC
7. EUROPEAN ENVIROMENT AGENCY

GRAZIE MILLE PER L'ATTENZIONE E PER L'OPPORTUNITà!