Energia cinetica e energia potenziale: formule e definizioni
L’energia è una grandezza fisica che consente di misurare la capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro, a prescindere dal fatto che quel lavoro possa o meno essere compiuto successivamente.
L’energia cinetica e l’energia potenziale sono proprio due tipologie di energia che si differenziano non soltanto per le formule, ma anche per definizione. In questo articolo li scopriremo insieme!
- Cos'è l'energia cinetica
- Cos'è l'energia potenziale
- L'energia potenziale gravitazionale
- L'energia potenziale elastica
Cos’è l’energia cinetica
L’energia cinetica è l’energia che possiede un corpo in movimento. Equivale al lavoro necessario per portare un corpo da una velocità nulla a una velocità nota. Quando un corpo di massa m varia la sua velocità, varia anche la sua energia cinetica.
L’energia cinetica è proprio quell’energia che il corpo possiede per il fatto stesso di essere in movimento.
L’energia cinetica (K) di un corpo in movimento è proporzionale:
- alla massa del corpo (misurata in kg)
- al quadrato della velocità del corpo (misurata in m/s).
L’energia cinetica si misura in Joule (J).
Cos’è l’energia potenziale
L’energia potenziale di un oggetto è il lavoro che compie una forza per spostare quell’oggetto da un punto A ad un altro B preso come riferimento 0. Da questa affermazione possiamo dedurre che l’energia potenziale è un tipo di energia che dipende dalla posizione.
Il punto preso come riferimento 0 è arbitrario ma, generalmente, viene attribuito all’infinito oppure, per facilitare i calcoli, al suolo terrestre.
Si può vedere l’energia potenziale anche come la capacità di un oggetto (o sistema) di trasformare la propria energia in un’altra forma di energia, come ad esempio l’energia cinetica. Esistono due diverse tipologie di energia potenziale: quella gravitazionale e quella elastica.
L’energia potenziale gravitazionale
L’energia potenziale gravitazionale (U) è l’energia posseduta da un corpo che sta occupando una certa posizione rispetto al suolo. Questa energia è dovuta all’attrazione gravitazionale della Terra.
Un corpo di massa £$m$£ (misurata in kg) posto ad una certa altezza £$h$£ (misurata in m) dal suolo (o da un livello zero arbitrario) possiede un’energia potenziale gravitazionale (energia potenziale della forza peso) pari a: £$U=mgh$£ con g accelerazione di gravità (misurata in £$m/s^2$£).
L’energia potenziale elastica
L’energia potenziale elastica (£$U_e$£) di una molla deformata è uguale al lavoro compiuto dalla forza elastica quando la molla si riporta nella sua posizione di riposo (livello zero), con k costante elastica (misurata in N/m) e s spostamento (misurato in m).
£$U_e=\frac{1}{2}ks^2$£L’unità di misura dell’energia potenziale elastica e dell’energia potenziale gravitazionale è il Joule (J).