1. Energia potenziale (PE)
* Energia potenziale gravitazionale: Questa è l'energia che un oggetto possiede a causa della sua posizione rispetto a un punto di riferimento (di solito il terreno).
* Formula:pe =mgh
* m =massa dell'oggetto (kg)
* g =accelerazione dovuta alla gravità (9,8 m/s²)
* h =altezza sopra il punto di riferimento (m)
* Energia potenziale elastica: Questa è l'energia immagazzinata in un oggetto elastico deformato, come una molla allungata.
* Formula:pe =(1/2) kx²
* k =costante di primavera (n/m)
* x =deformazione dalla posizione di equilibrio (M)
2. Energia cinetica (KE)
* Questa è l'energia che un oggetto possiede a causa del suo movimento.
* Formula:ke =(1/2) mv²
* m =massa dell'oggetto (kg)
* v =velocità dell'oggetto (m/s)
3. Energia meccanica totale (ME)
* Per calcolare l'energia meccanica totale di un oggetto, aggiungi semplicemente l'energia potenziale e l'energia cinetica:
* me =pe + ke
Esempio:
Immagina che una palla di massa 2 kg venga lanciata verticalmente verso l'alto con una velocità iniziale di 10 m/s. Calcoliamo la sua energia meccanica nel punto più alto della sua traiettoria.
* al punto più alto:
* La velocità della palla è zero (v =0 m/s), quindi ke =0.
* L'altezza della palla è massima (h =massimo), quindi dobbiamo trovare questa altezza.
* Utilizzo dell'equazione cinematica:V² =U² + 2AS, dove u =velocità iniziale, A =accelerazione dovuta alla gravità (negativa poiché agisce verso il basso) e s =altezza.
* Otteniamo:0² =10² + 2 (-9,8) H
* Risoluzione per H, troviamo H ≈ 5,1 m.
* Pe =mgh =2 kg * 9,8 m/s² * 5,1 m ≈ 100 j (joule)
* Pertanto, l'energia meccanica totale nel punto più alto è me =pe + ke =100 j + 0 j =100 j.
Nota importante:
* L'energia meccanica viene conservata in un sistema chiuso (nessuna forze esterne che agisce su di esso) purché non vi siano forze non conservatori come l'attrito o la resistenza all'aria presenti.
* In scenari del mondo reale, l'energia meccanica spesso non viene conservata a causa di queste forze, portando alla dissipazione dell'energia come calore o suono.
