Cos'è l'energia meccanica?
L'energia meccanica è la somma di energia potenziale (PE) e energia cinetica (KE) .
* Energia potenziale è l'energia immagazzinata a causa della posizione o della configurazione di un oggetto (ad es. Energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica).
* Energia cinetica è l'energia del movimento, dipendente dalla massa e dalla velocità di un oggetto.
forze conservatrici sono forze che non dipendono dal percorso intrapreso, solo dalle posizioni iniziali e finali. Esempi includono:
* Gravità: Il lavoro svolto dalla gravità su un oggetto che si sposta dal punto A al punto B è lo stesso indipendentemente dal percorso intrapreso.
* Forze elastiche: Il lavoro svolto da un allungamento o una compressione della molla è indipendente dal percorso preso.
Forze non conservatori sono forze che dipendono dal percorso preso. Spesso dissipano l'energia come calore o suono. Esempi includono:
* Attrito: Il lavoro svolto per attrito dipende dalla distanza percorsa.
* Resistenza all'aria: Il lavoro svolto dalla resistenza all'aria dipende dalla forma, dalla velocità e dalla distanza dell'oggetto.
situazioni in cui l'energia meccanica viene conservata:
* una palla che cade liberamente nel vuoto: Solo la gravità agisce sulla palla e la gravità è conservatrice. Quando la palla cade, la sua energia potenziale diminuisce e la sua energia cinetica aumenta, ma la loro somma (energia meccanica) rimane costante.
* Un semplice pendolo che oscilla nel vuoto: La gravità e la tensione nella corda sono forze conservatrici. Mentre il pendolo oscilla, scambia l'energia potenziale con l'energia cinetica e viceversa, ma l'energia meccanica totale rimane costante.
* Una massa attaccata a una molla ideale che si muove su una superficie senza attrito: La forza elastica della primavera è conservatrice. L'oscilla di massa oscilla, scambiando energia potenziale con l'energia cinetica, ma l'energia meccanica totale rimane la stessa.
situazioni in cui l'energia meccanica non viene conservata:
* Un'auto che frena a una fermata: L'attrito tra i freni e le ruote converte l'energia meccanica in calore, causando una perdita di energia meccanica.
* una palla che rimbalza su una superficie: La collisione con la superficie non è perfettamente elastica. Un po 'di energia viene persa come calore e suono, portando a una diminuzione dell'energia meccanica con ogni rimbalzo.
* Un razzo che lancia nello spazio: Il motore del razzo funziona sul razzo, aggiungendo energia al sistema. Questo lavoro deriva dalla combustione del carburante, che è un processo non conservativo.
In sintesi, l'energia meccanica viene conservata in sistemi chiusi in cui solo le forze conservatori agiscono. Tuttavia, nel mondo reale, sono spesso presenti forze non conservatori, portando alla dissipazione dell'energia e una diminuzione dell'energia meccanica.
