- Che cos'è l'energia cinetica?
- Energia cinetica secondo il fenomeno di studio
- Differenza tra energia potenziale ed energia cinetica
- Esempi di energia cinetica
Spieghiamo cos'è l'energia cinetica. Inoltre, la differenza tra energia potenziale ed energia cinetica e alcuni esempi.
Che cos'è l'energia cinetica?
L'energia cinetica è quell'energia che un corpo o un sistema possiede a causa della sua movimento.
Il fisico lo definisce come la quantità di lavoro esercitata da tutte le forze agenti su un corpo con a massa necessario per accelerarlo da una velocità iniziale ad un'altra velocità finale. Una volta raggiunta questa velocità, secondo la Legge di inerzia, la quantità di energia cinetica accumulata rimarrà costante, cioè non varierà, a meno che un'altra forza non agisca nuovamente sul corpo, esercitando un lavoro su di esso, modificandone la velocità e quindi l'energia cinetica.
L'energia cinetica è spesso rappresentata dal simbolo Ec (può essere E+ o E–, a seconda dei casi), anche se a volte vengono utilizzati anche i simboli T o K. Di solito è espresso in Joule (J).
È possibile determinare l'energia cinetica di un oggetto utilizzando varie formule nel meccanica classico, come: Ec = (m.v2) / 2 dove m è la massa (Kg) dell'oggetto e v la sua velocità (m/s). Quindi, 1 J = 1Kg.1m2 / s2.
Cinetica, come qualsiasi altro tipo di Energia, può diventare calore e in altre forme di energia.
Energia cinetica secondo il fenomeno di studio
Lo studio dell'energia cinetica dipende dal quadro teorico richiesto dal fenomeno da analizzare:
- Nella meccanica classica. L'energia cinetica dipende dalla massa e dalla velocità del corpo, che sarà sempre molto inferiore alla velocità della luce.
- In meccanica relativistica. Si studiano i fenomeni in cui la velocità dell'oggetto (v) è vicino alla velocità della luce, (che in fisica si indica con la lettera C). In questi casi, la formula dell'energia cinetica è diversa dal caso classico poiché in particolare questa energia dipende dalla relazione v/c.
- Nella meccanica quantistica. Eventi che coinvolgono particelle subatomiche come, ad esempio, elettroni. È una teoria con un alto grado di complessità, dove le grandezze fisiche (compresa l'energia cinetica) sono descritte con funzioni d'onda, che rappresentano probabilità.
Differenza tra energia potenziale ed energia cinetica
L'energia cinetica (Ec) e l'energia potenziale (Ep), sommate tra loro, costituiscono la energia meccanica (Em) di un oggetto o sistema. Tuttavia, differiscono in quanto mentre il primo riguarda i corpi in movimento, il secondo ha a che fare con la quantità di energia accumulata all'interno di un oggetto in quiete.
Detto così, l'energia potenziale dipende da come l'oggetto o sistema è posizionato rispetto al campo di forza che lo circonda, mentre la cinetica ha a che fare con i movimenti che compie.
Esistono tre tipi di energia potenziale:
- Energia potenziale gravitazionale. È legato all'altezza alla quale si trovano gli oggetti e all'attrazione del gravità su di loro.
- Energia potenziale elastica. Ha a che fare con la tendenza di certi oggetti a riprendere la forma originaria, una volta che sono stati costretti da una forza esterna ad abbandonarla (ad esempio le molle).
- Energia potenziale elettrica. È definito come il lavoro negativo svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica da una posizione iniziale a una posizione finale.
Esempi di energia cinetica
Alcuni esempi in cui è verificata l'esistenza di energia cinetica possono essere:
- Tiragli una palla aria. Forziamo una palla a lanciarla in aria, lasciandola cadere per gravità. In tal modo, acquisirà energia cinetica che, se catturata da un altro giocatore, deve compensare con un lavoro di uguale entità se desidera interromperla e conservarla.
- Un vagone delle montagne russe. Un'auto sulle montagne russe in un parco di divertimenti presenterà energia potenziale fino al momento in cui inizia a cadere e la sua velocità e massa gli conferiscono un'energia cinetica crescente. Quest'ultimo sarà maggiore se il carro è pieno che se è vuoto (poiché ci sarà più massa).
- Abbattere qualcuno a io di solito. Se corriamo verso un amico e gli saltiamo addosso, l'energia cinetica che otteniamo durante la corsa supererà l'inerzia del suo corpo e lo abbatteremo. In autunno, entrambi i corpi aggiungeranno l'energia cinetica articolare e sarà finalmente il io di solito chi ferma il movimento.