Tipi di energia - Concetti ed esempi

Tipi di energia-concetti ed esempi

L’energia indica quanto lavoro un corpo (animato o inanimato) potrebbe fare. Si usa il verbo al condizionale perché non importa se il lavoro si riesce o non si riesce a eseguire: l’energia è quanto lavoro è capace di fare. Calcolando il lavoro in Joule, anche l’energia quindi ha l’unità di misura in Joule.
L’energia non è il lavoro! Ma è la quantità di lavoro possibile. L’energia si possiede; il lavoro si fa. Per meglio capire, vediamo alcuni esempi.
La benzina ha energia perché potrebbe compiere il lavoro di far muovere l’automobile (bruciando).
Il vento ha energia perché potrebbe compiere il lavoro di far sventolare una bandiera.
L’acqua del mare ha energia perché potrebbe compiere il lavoro di vegetali, animali, barche e rompe dighe.
Ma anche qualcosa di apparentemente fermo ha energia, come l’arco teso perché potrebbe compiere il lavoro di tirare la freccia.
Sembrerebbe che tutti i corpi posseggano energia, effettivamente è così tranne per quelli che non avrebbero la capacità di fare niente.

Esistono questi tipi di energia: cinetica, potenziale, meccanica e termica.
L’energia cinetica è posseduta dai corpi (animati e inanimati) in movimento. Se stanno fermi potrebbero possedere energia ma non cinetica. Se un corpo si muove, ha energia per farlo, e questa energia potrebbe essere usata dal corpo stesso per compiere un lavoro (secondo proprio la definizione di energia). Ora, se un corpo ha energia cinetica se è in movimento, da ciò deriva la formula: E. cinetica= ½ x massa x velocità^2.

Esempio

Qual è l’energia cinetica di un atleta, in una gara di corsa, che ha una massa di 40 kg e che corre a una velocità di 5 m/s?
Applichiamo semplicemente la formula. E=½ x massa x velocità^2 = ½ x 40 kg x 25 (m/s)^2 = 1000 J

E se un corpo non si muovesse? Ha lo stesso energia? Dipende dai casi. La risposta è sì se si trova a una certa altezza dal suolo perché, secondo un ragionamento simile a quello per l’energia cinetica, scendendo ha l’energia di scendere e quindi compiere un lavoro. Da ciò deriva la formula E. potenziale=massa x altezza x accelerazione di gravità= m x h x g.

Esempio

Calcola l’energia potenziale di un corpo di peso di 100 kg posto ad un’altezza di 20 metri?
Applichiamo semplicemente la formula. E= m x h x g= 100 x 20 x 9,8 = 19.600 J

Ci sono alcuni corpi in movimento che, ragionandoci a fondo, possono possedere sia energia potenziale che cinetica. In che senso? Nel senso che una freccia lanciata da un arco, si muove e quindi ha energia cinetica e infatti abbiamo tutti gli elementi per calcolarla: E cinetica= ½ x massa della freccia x velocità^2 mentre è lanciata. Ha anche energia potenziale, perché non è a livello del suolo ma a una certa altezza, e infatti abbiamo tutti gli elementi per calcolarla: E. potenziale=massa della freccia x altezza dal suolo x accelerazione di gravità. Quanta energia ha un corpo in movimento a una certa altezza? Si calcola da questa formula: E meccanica= E cinetica+ E potenziale. Si calcolano separatamente le due energie (ognuna con la propria formula) e poi si sommano.