Concetti Chiave
- Sollevare un oggetto contro la gravità comporta un lavoro che si traduce in energia potenziale, misurabile in kgm.
- Quando un corpo è in quiete, possiede energia potenziale gravitazionale, che può essere liberata quando il corpo cade.
- L'energia potenziale gravitazionale è proporzionale al peso dell'oggetto e alla sua altezza rispetto al suolo, espressa dalla formula Ep = Fp x h.
- Per dimostrare il concetto di energia potenziale, è possibile condurre esperimenti pratici con una pallina da tennis e gomme di peso diverso.
- Il termine "gravitazionale" evidenzia che l'energia potenziale si manifesta grazie all'azione della forza di gravità su tutti i corpi.
Lavoro contro la gravità
Se sollevi da terra un libro di 1 kg e lo metti sul piano di un tavolo alto 2 m, compi un lavoro contro la forza di gravità pari a 1 kg x 2 m = 2 kgm. Il libro sul tavolo ha così acquistato una quantità di energia pari a 2 kgm.
Questa energia, fino a quando il libro rimane sul tavolo, è come se fosse “congelata” dentro il libro, è cioè un’energia potenziale (“potenziale” significa che c’è ma non è in azione).
Espressione dell'energia potenziale
Se però togliamo il vincolo del tavolo, il libro, sottoposto alla forza di gravità, cade verso il basso e può esprimere la sua energia; infatti se, durante la caduta, incontrasse la pala di un mulino sarebbe in grado di farla ruotare.
La forma di energia posseduta dai corpi in quiete è denominata energia potenziale gravitazionale.
Se potenziale significa che c’è ma non è espressa, il termine gravitazionale indica che questo tipo di energia si esprime grazie alla forza di gravità che agisce sempre su tutti i corpi.
L’energia potenziale gravitazionale (Ep) è direttamente proporzionale al peso del corpo (Fp) e all’altezza del corpo dal suolo (h).
In formula:
Ep = Fp x h
Che cosa serve:
• Una pallina da tennis
• Una riga
• Due gomme di peso diverso
• Un tubetto di colla
Come si fa:
1 Con la riga e il tubetto di colla costruisci una piccola leva e appoggia una gomma sull’estremità sinistra.
2 Prendi una pallina e sollevala più che puoi. Lasciala cadere su un’estremità della riga.
3.Ripeti l’esperimento cambiando l’altezza di caduta della pallina e poi cambiando la gomma.
Domande da interrogazione
- Qual è il lavoro compiuto sollevando un libro di 1 kg su un tavolo alto 2 m?
- Che cos'è l'energia potenziale gravitazionale?
- Qual è la formula per calcolare l'energia potenziale gravitazionale?
Il lavoro compiuto è pari a 2 kgm, calcolato come 1 kg x 2 m, e rappresenta l'energia potenziale acquisita dal libro mentre si trova sul tavolo.
L'energia potenziale gravitazionale è l'energia posseduta dai corpi in quiete, che può essere espressa quando il corpo è sottoposto alla forza di gravità, come nel caso di un libro che cade.
La formula per calcolare l'energia potenziale gravitazionale (Ep) è Ep = Fp x h, dove Fp è il peso del corpo e h è l'altezza dal suolo.
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