L’energia

L’energia è l’attitudine di un corpo a compiere un lavoro.

In questa pagina tratteremo in particolare l’energia meccanica, essa si divide in energia potenziale e in energia cinetica.

L’energia potenziale gravitazionale

Un corpo ad una certa altezza h, se lasciato libero, per effetto della forza peso Fp , subisce una caduta, quindi uno spostamento verso il basso.

Il lavoro compiuto dal corpo durante la sua caduta sarà:

L = Fp * h

Sapendo che:

Fp = m * g

Si ha:

L = m * g * h

Per portare il corpo ad un’altezza h, abbiamo compiuto un lavoro. Ciò ha prodotto nel corpo un accumulo di energia che viene restituita nel momento in cui lasciamo libero il corpo facendolo cadere.

Questa energia è direttamente proporzionale alla forza peso del corpo e alla sua altezza. Essa viene chiamata energia potenziale gravitazionale Eg.

Questa energia ha un valore pari al lavoro compiuto per portare il corpo all’altezza h

Eg = L

quindi

Eg = m * g * h

L’energia potenziale gravitazionale è direttamente proporzionale alla massa ed all’altezza del corpo.

Il grafico dell’energia potenziale gravitazionale in funzione della massa sarà una retta che parte dall’origine degli assi

Il grafico dell’energia potenziale gravitazionale in funzione dell’altezza sarà anch’esso una retta che parte dall’origine degli assi

L’energia potenziale elastica

Analogamente, per allungare o comprimere una molla, dobbiamo compiere un lavoro. In questa fase la molla acquista energia che può restituirci nel momento in cui viene lasciata libera.

Tale energia è detta energia potenziale elastica Ee

Essa vale :

Ee = ½ Ke * Δl2

dove

Δl è la variazione di lunghezza che la molla ha subito durante l’allungamento o la compressione e Ke è la costante elastica della molla.

Il grafico dell’energia potenziale elastica, in funzione della variazione di lunghezza, sarà una parabola che parte dall’origine degli assi

L’energia cinetica

Se appoggiamo lentamente il martello di massa m su di un chiodo, notiamo che il chiodo non entra nel muro. Se invece il martello possiede una velocità v, otteniamo che il chiodo si conficca nel muro.

Da ciò deduciamo che un corpo in movimento possiede energia che è tanto più elevata quanto maggiori sono la massa e la velocità.

La relazione è la seguente:

Ec = ½ m * v2

Questa energia è chiamata energia cinetica.

L’energia cinetica è direttamente proporzionale alla massa ed al quadrato della velocità

Il grafico dell’energia cinetica in funzione della massa sarà una retta che parte dall’origine degli assi

Il grafico dell’energia cinetica in funzione della velocità sarà una parabola che parte dall’origine degli assi.

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