L'ENERGIA POTENZIALE
L'ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE (Ug)
Quando un corpo si muove in verticale, la sua energia si trasforma:
- Nella salita: l'energia cinetica diminuisce e si trasforma in energia potenziale
- Nella discesa: l'energia potenziale si trasforma in energia cinetica
- Nel punto più alto: massima energia potenziale, energia cinetica nulla
Formula energia potenziale gravitazionale:
dove:
- m è la massa (kg)
- g è l'accelerazione di gravità (9,8 m/s²)
- h è l'altezza (m)
Formula Utile: Dalle formule inverse energia potenziale gravitazionale possiamo ricavare l'altezza: h = v²/2g
IL LAVORO DELLA FORZA PESO
Quando un corpo si sposta da un'altezza hA a un'altezza hB, il lavoro della forza peso è:
- L = mg·(hA - hB) = mghA - mghB
L'ENERGIA POTENZIALE ELASTICA
L'energia potenziale elastica formula è uguale al lavoro della forza elastica:
dove:
- k è la costante elastica della molla (N/m)
- s è l'allungamento o la compressione della molla (m)
Quando la molla si sposta da una posizione x₁ a una posizione x₂, il lavoro è:
- L = (1/2)kx₁² - (1/2)kx₂²
Esempio Pratico: Un energia potenziale elastica esempio è quando comprimi una molla: stai immagazzinando energia che verrà rilasciata quando la lasci andare, come in un giocattolo a molla.
LA CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA
L'energia meccanica di un corpo è la somma della sua energia cinetica e della sua energia potenziale:
Il principio di conservazione dell'energia meccanica formula stabilisce che:
- Se su un corpo agisce solo la forza peso (forza conservativa), l'energia meccanica rimane costante
- Ec₁ + Ug₁ = Ec₂ + Ug₂
- (1/2)m·v₁² + mgh₁ = (1/2)m·v₂² + mgh₂
La forza elastica è anch'essa conservativa, quindi:
- (1/2)m·v₁² + (1/2)kx₁² = (1/2)m·v₂² + (1/2)kx₂²
Concetto Fondamentale: Negli esempi principio di conservazione dell'energia meccanica, come un pendolo o una montagna russa senza attrito, l'energia totale rimane costante, ma si trasforma continuamente tra forma cinetica e potenziale.
