L’energia cinetica in fisica è l’energia posseduta da un corpo in movimento ed è uguale al lavoro richiesto a un corpo per passare da una velocità zero per arrivare a una velocità nota .
Vediamo cos’è e come si calcola l’energia cinetica
Okuma: Come si calcola l energia cinetica
Proprietà dell’energia cinetica di un corpo
Energia cinetica viene indicato dalla lettera “K” e si misura in joule come energia potenziale. Abbiamo detto che è relativo al moto di un corpo e proporzionale alla sua massa. È una grandezza fisica scalare. È anche direttamente proporzionale al quadrato della velocità del corpo, espressa in m/s.
Prendiamo come esempio due pere che cadono da un albero. Se uno ha il doppio della massa dell’altro, anche l’energia cinetica è doppia. Con la stessa massa e il doppio della velocità, l’energia cinetica è quadruplicata
Se il corpo è fermo, l’energia cinetica è zero. È sempre non negativo.
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Si può dividere in due tipi:
- energia cinetica traslazionale (es. movimento di corsa);
- energia cinetica di rotazione (esempio ruota di bicicletta)
La formula per l’energia cinetica
Come viene calcolata l’energia cinetica? È molto semplice, basta applicare l’equazione relativa a massa e velocità.
La formula è la seguente: K = 0,5 x mv2. La “m” sta per la massa del corpo (la quantità di materia di cui è fatto), mentre la “v” sta per la velocità con cui il Corpo si muove la velocità con cui cambia posizione.
Pertanto, se devi calcolare l’energia cinetica di un corpo, devi determinarne la massa, espressa in kg, e la sua velocità, la cui unità è metri al secondo (m/s). Per calcolare la velocità, dividi semplicemente la distanza percorsa dall’oggetto per il tempo impiegato per percorrere quello spazio.
Facciamo un esempio .
Se una donna di 55 kg corre a una velocità di 3,87 m/s, possiamo determinare la sua energia cinetica applicando la formula: 0,5 x 55 x (3,87) 2 o 0,5 x 55 x 14,97.
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Il risultato è 411.675 J.
Il teorema dell’energia cinetica risultante dalla seconda legge della dinamica afferma che “Quando un corpo è soggetto a una forza, accelera e si verifica una variazione di velocità.”
La velocità è una quantità che dipende dal sistema di riferimento in cui osserviamo i corpi in movimento. Se cambia il sistema di riferimento, cambia la velocità del corpo in movimento e con essa l’energia cinetica. Quando il corpo aumenta la velocità, l’energia cinetica aumenta e la sua variazione è positiva e viceversa, quando diminuisce, la sua variazione diventa negativa.
Differenze tra energia cinetica e potenziale
Da Esiste una relazione tra questi due tipi di energia, ma mentre l’energia cinetica è correlata al movimento di un corpo, l’energia potenziale è correlata alla posizione.
Ad esempio, sollevare un oggetto da terra richiede l’applicazione di una forza verticale verso l’alto per vincere la gravità. Questa forza funziona che viene immagazzinata dal corpo sotto forma di energia potenziale. Tuttavia, quando l’oggetto viene lasciato cadere, la sua energia potenziale viene convertita in energia cinetica. Quando il corpo tocca terra dopo essere caduto, tutta l’energia è cinetica.
Riassumiamo le differenze tra le due energie:
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- L’energia cinetica è legata al movimento di un corpo; energia potenziale nella posizione del corpo.
- L’energia potenziale può essere negativa, l’energia cinetica ha sempre valori positivi.
- L’energia cinetica è proporzionale alla massa e al quadrato della velocità del corpo; mentre l’energia potenziale gravitazionale dipende dalla massa e dall’altezza, e l’elastico è direttamente proporzionale alla costante elastica e al quadrato della deformazione della molla.
- La formula per trovare l’energia cinetica è: 0,5 x mv2; la formula per l’energia potenziale gravitazionale è la massa per l’accelerazione di gravità (9,81 m/s2) per l’altezza; la formula dell’energia potenziale elastica è 1/2 kx2, dove k è la costante elastica e si misura in N/m e x è lo spostamento in m, ovvero l’allungamento o la compressione della molla.
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