Concetti Chiave
- L'energia cinetica è definita come E_k = 1/2 m v^2 e si misura in Joule nel sistema internazionale.
- È una grandezza scalare che rappresenta l'energia associata al movimento di un corpo e non può essere negativa.
- La sua variazione è legata al lavoro compiuto dalle forze che agiscono su un corpo, secondo il teorema del Lavoro e dell'energia cinetica.
- Un esempio pratico è l'analisi del lavoro della forza peso su un corpo che scende, collegando quota e velocità.
- Se un corpo parte da fermo, la relazione tra il lavoro della forza peso e l'energia cinetica finale è espressa da mg Δz = 1/2 m v_f^2.
redir: https://www.skuola.net/fisica/meccanica/energia-cinetica.html
Consideriamo un punto materiale (una particella, o un corpo) di massa m e velocità
Possiamo associare a questo corpo la sua energia cinetica:
L'energia cinetica è una grandezza fisica scalare (non dipende quindi dalla scelta dell'orientamento degli assi cartesiani) e nel sistema internazionale si misura in Joule [J], ovvero kg*m^2*s^-2.
Poiché la massa di un corpo è non negativa, e il modulo della velocità è sempre non negativo, l'energia cinetica di un corpo è sempre non negativa.
L'energia cinetica è nulla se il corpo è fermo.
L'energia cinetica è una grandezza molto utile in meccanica, in quanto è legata al lavoro delle forze dal "teorema del Lavoro e dell'energia cinetica":
Se su un corpo (punto materiale) agisce una forza
Vogliamo determinare come è legata la quota di un corpo alla velocità.
La forza agente sul corpo è la sola forza peso:
La forza peso non dipende dalla posizione del corpo, quindi il lavoro della forza peso si può scrivere come
supponiamo che il corpo scenda di una quantità
poiché forza e spostamento sono nella stessa direzione e con verso concorde,
il lavoro è semplicemente
Quindi usiamo finalmente il teorema del lavoro e dell'energia cinetica:
indicando con v_i la velocità iniziale e con v_f la velocità finale (quando il corpo è sceso di
Se il corpo ha inizialmente velocità nulla (quindi anche energia cinetica nulla);
Domande da interrogazione
- Qual è la formula per calcolare l'energia cinetica di un corpo?
- In che unità di misura viene espressa l'energia cinetica nel sistema internazionale?
- Come si collega il lavoro delle forze all'energia cinetica secondo il teorema del Lavoro e dell'energia cinetica?
L'energia cinetica di un corpo è calcolata con la formula \(E_k = \frac{1}{2}m v^2\), dove \(m\) è la massa del corpo e \(v\) è la sua velocità.
L'energia cinetica si misura in Joule [J] nel sistema internazionale, che corrisponde a kg*m²*s⁻².
Secondo il teorema del Lavoro e dell'energia cinetica, la variazione dell'energia cinetica di un corpo è uguale al lavoro fatto dalla forza che agisce su di esso, espresso come \(L = \Delta E_k\).
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