Differenza tra energia cinetica ed energia potenziale (con esempi)
Il Energia cinetica è l'energia associata al movimento e energia potenziale è l'energia associata alla posizione in un sistema. L'energia, in generale, è la capacità di fare lavoro.
Sia l'energia cinetica che quella potenziale rappresentano i due tipi fondamentali di energia esistente. Qualsiasi altra energia è una versione diversa di energia cinetica o potenziale o una combinazione di entrambe. Ad esempio, l'energia meccanica è la combinazione di energia cinetica e potenziale.
| Energia cinetica | Energia potenziale | |
|---|---|---|
| Definizione | Energia associata al movimento. | Energia associata alla posizione in un sistema. |
| unità SI | Joule, 1J = kg.m2/ S2 | Joule, 1J = kg.m2/ S2 |
| Formula | EK= ½ m. v2 |
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| Etimologia | Dal greco cinetico: mettere in moto. | Dal latino potis: capace, possibile. |
| tipi |
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| Dipendenza | Quantità di massa e velocità. | Quantità di massa e altezza (gravitazionale). |
Cos'è l'energia cinetica?
L'energia cinetica è il tipo di energia associata al movimento. Tutto ciò che si muove ha energia cinetica.
Nel sistema internazionale (SI), l'unità di misura dell'energia cinetica è il jouje (J), uguale a quello del lavoro. Un joule corrisponde a 1 kg.m2/ S2.
Formula per il calcolo dell'energia cinetica
Energia cinetica (EK) può essere calcolato utilizzando la formula:
EK= ½ m. v2,
dove:
- m corrisponde alla massa dell'oggetto e
- v alla velocità dell'oggetto.
Da questa formula si deduce che l'energia cinetica dipende dalla quantità di massa e dalla velocità. Quindi, un'auto alla stessa velocità di un camion ha meno energia cinetica. D'altra parte, un'auto a 80 km/h ha più energia cinetica di una a 40 km/h.
Esempi di energia cinetica
Nella vita di tutti i giorni ci sono molti esempi di utilizzo dell'energia cinetica.
Bowling
Il gioco del bowling, dove una persona lancia una palla tra 3 e 7 kg per abbattere 10 pini, si basa sull'energia cinetica trasportata dalla palla, che dipende dalla sua massa e velocità trasportare.
Vento
Il vento non è altro che aria in movimento. L'energia cinetica del movimento dell'aria può essere trasformata in energia elettrica mediante turbine eoliche.
Energia termica
L'energia termica è l'energia cinetica associata al movimento microscopico delle particelle nel sistema. Quando riscaldiamo l'acqua o qualsiasi altro oggetto, aumentiamo l'energia cinetica per trasferimento di calore.
Che cos'è l'energia potenziale?
L'energia potenziale è il tipo di energia associata alla posizione relativa all'interno di un sistema, cioè la posizione di un oggetto rispetto a un altro. Due magneti separati hanno energia potenziale l'uno per l'altro.
In SI, l'unità di energia potenziale è il jouje (J), così come l'energia cinetica. Un joule corrisponde a 1 kg.m2/ S2.
Formule per calcolare l'energia potenziale
L'energia potenziale gravitazionale è l'energia dovuta alla posizione dell'oggetto rispetto alla superficie terrestre:
EPg= m.g.h,
dove:
- m è la massa dell'oggetto (chilogrammi),
- g è la costante di accelerazione gravitazionale della Terra (pari a 9,8 m/s2) Sì
- h è la distanza (altezza in metri) tra la Terra e l'oggetto.
L'energia gravitazionale dipende dalla massa dell'oggetto e dall'altezza alla quale l'oggetto si trova rispetto a un livello di riferimento.
La formula per l'energia potenziale elastica è uguale a:
Eil=½ kx2
dove:
- K è la forza della molla costante e
- Xè la misura dello spostamento della molla da un punto iniziale al punto finale.
Quando la distanza è zero, cioè la molla non è stata allungata, l'energia potenziale elastica è uguale a 0.
Esempi di energia potenziale
Tra le fonti che utilizziamo per ottenere energia, molte dipendono dall'energia potenziale. Vediamo.
L'energia immagazzinata nelle dighe
L'acqua immagazzinata in serbatoi elevati, ad esempio nelle dighe, ha energia potenziale gravitazionale. L'acqua che cade trasforma la sua energia potenziale in energia cinetica, in grado di lavorare nelle turbine alla base della diga. Queste turbine generano elettricità che viene distribuita alla rete di distribuzione elettrica di paesi e città.
molle
Quando una molla viene allungata o compressa, immagazzina una quantità di energia sotto forma di energia potenziale elastica. Quando la molla viene rilasciata, l'energia potenziale immagazzinata viene trasformata in energia cinetica.
Arco e freccia
L'arco e la freccia sono un esempio di come l'energia potenziale elastica si trasforma in energia cinetica. Quando la corda dell'arco è tesa, viene svolto del lavoro che viene immagazzinato come energia potenziale nella corda tesa. Quando la corda viene rilasciata, l'energia potenziale della corda si trasforma in energia cinetica che viene poi trasferita alla freccia.
Elettricità
L'elettricità è una forma di energia potenziale determinata dalla posizione delle cariche in un sistema (il campo elettrico).
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