Concetti Chiave
- Il pendolo trasforma energia potenziale in cinetica durante l'oscillazione, mantenendo costante la somma totale dell'energia.
- L'assenza di resistenze passive permette al pendolo di oscillare indefinitamente, ma nella realtà attriti e resistenza dell'aria consumano energia.
- L'energia meccanica del pendolo non viene distrutta ma trasformata in altre forme di energia, come energia calorifica.
- Il principio di conservazione dell'energia afferma che in un sistema isolato la somma di tutte le energie è costante.
- L'energia nucleare conferma la conservazione dell'energia, mostrando che materia ed energia sono due aspetti dello stesso fenomeno.
Mettiamo in oscillazione un pendolo: quando la massa è scostata al massimo dalla posizione di equilibrio possiede energia potenziale ; mentre scende lungo l’arco della sua traiettoria acquista gradualmente velocità, trasformando l’energia potenziale in energia cinetica. Giunta alla posizione di equilibrio, la supera a spese dell’energia cinetica accumulata, riacquistando energia potenziale, e così via seguitando.
In ogni punto intermedio tra le posizioni di equilibrio e di massimo scostamento avremo una certa quantità di energia di un tipo che va trasformandosi in energia di altro tipo, in maniera tale che la somma delle energie è costante ed è sempre uguale a quella disponibile inizialmente.
Tutte queste considerazioni si basano sul caso puramente ipotetico dell’assenza di resistenze passive, per cui il pendolo oscillerebbe indefinita¬mente, senza mai fermarsi. In realtà gli attriti e la resistenza dell’aria finiranno col consumare tutta l’energia disponibile.
Ciò non deve portare alla conclusione che l’energia si sia distrutta. Negli esempi da noi studiati abbiamo preso in considerazione solo gli aspetti meccanici dell’energia, ma ne esistono altri : energia calorifica, elettrica, chimica, ecc. Le resistenze passive non hanno distrutto l'energia meccanica del pendolo, ne hanno solo provocato la trasformazione in energia di altro tipo.
Gli esperimenti e gli studi compiuti sulle trasformazioni di energia hanno portato a concludere che la quantità che scompare dell'una è equi¬valente alla quantità che si produce dell’altra: in ogni sistema isolato (ossia che non abbia scambi di energia con ” esterno) la somma di tutte le energie è costante.
L’utilizzazione dell 'energia nucleare ha portato una nuova conferma al principio della conservazione dell’energia. Ci si accorse infatti che la comparsa dell’enorme quantità di energia connessa con la fusione o con la scissione dei nuclei atomici
Alla scomparsa di una minima parte masse in gioco.
II difetto di massa giustifica l’ipotesi che materia e£ garzeria siano solo due diversi aspetti di uno fenomeno. La materia non sarebbe altro che *v Z'.a ad alto grado di concentrazione, quindi regia si potrebbe considerare materia estremamente diluita. I calcoli sulle misure della ~ issa che scompare e dell’energia che si sviluppa reazioni nucleari hanno confermato tale ipotesi.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale che regola le trasformazioni di energia in un pendolo?
- Come influiscono le resistenze passive sulle oscillazioni del pendolo?
- Quale conferma ha fornito l'energia nucleare al principio della conservazione dell'energia?
Il principio fondamentale è la conservazione dell'energia, che afferma che la somma delle energie in un sistema isolato è costante, trasformandosi da energia potenziale a cinetica e viceversa, senza mai distruggersi.
Le resistenze passive, come attriti e resistenza dell'aria, non distruggono l'energia meccanica del pendolo ma la trasformano in altre forme di energia, come quella calorifica, riducendo gradualmente l'ampiezza delle oscillazioni.
L'energia nucleare ha confermato il principio della conservazione dell'energia mostrando che la fusione o scissione dei nuclei atomici produce enormi quantità di energia, giustificando l'ipotesi che materia ed energia siano due aspetti di un unico fenomeno.
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