Lenergia cinètica és lenergia relacionada amb el moviment i lenergia potencial és lenergia relacionada amb la posició en un sistema. En termes generals, l'energia és la capacitat de fer una feina. Tant lenergia cinètica com lenergia potencial representen els dos tipus bàsics denergia existent. Qualsevol altra energia és una versió diferent denergia potencial o energia cinètica o una combinació de totes dues. Per exemple, lenergia mecànica és una combinació de energia cinètica i potencial.
En aquest article t'expliquem tot el que necessites saber sobre l'energia cinètica i el potencial, les seves característiques i exemples.
Energia cinètica i potencial
energia cinètica
Lenergia cinètica és el tipus denergia associada amb el moviment. Tot allò que es mou té energia cinètica. Al Sistema Internacional (SI), la unitat d'energia cinètica és jouje (J), que és la mateixa unitat que el treball. Un juliol equival a 1 kg/m2/s2. Hi ha molts exemples de l'ús de l'energia cinètica a la vida quotidiana.
- Boliche: El joc de bitlles és una persona que llança una bola de 3 a 7 kg per enderrocar 10 bitlles, que es basa en lenergia cinètica que porta la bola, que depèn de la massa i la velocitat de la bola.
- vent: El vent no és res més que aire en moviment. L'energia cinètica del moviment de l'aire pot esdevenir electricitat mitjançant turbines eòliques.
- Energia tèrmica: L'energia tèrmica és l'energia cinètica associada al moviment microscòpic de les partícules en un sistema. Quan escalfem aigua o qualsevol altre objecte, afegim energia cinètica a través de la transferència de calor.
energia cinètica
L'energia potencial és el tipus d'energia relacionada amb la posició relativa dins d'un sistema, és a dir, la posició d'un objecte respecte a un altre. Dos imants separats tenen energia potencial relativa entre si. Al SI, la unitat denergia potencial és jouje (J), igual que lenergia cinètica. Un juliol equival a 1 kg/m2/s2.
Moltes de les fonts que utilitzem per obtenir energia depenen de lenergia potencial.
- Energia emmagatzemada a preses: L'aigua emmagatzemada en un dipòsit elevat, com ara una presa, té energia potencial gravitatòria. Quan l'aigua cau, converteix l'energia potencial en energia cinètica capaç de fer una feina en unes turbines situades al fons de la presa. L'electricitat generada per aquestes turbines es distribueix a la xarxa de distribució de la localitat.
- Resorts: Quan un ressort s'estira o comprimeix, emmagatzema certa quantitat d'energia en forma d'energia potencial elàstica. Quan es deixa anar el ressort, l'energia potencial emmagatzemada es converteix en energia cinètica.
- Arc i fletxa: Un arc i una fletxa són un exemple de com lenergia potencial elàstica es converteix en energia cinètica. Quan s'estira la corda de l'arc, la feina feta s'emmagatzema a la corda estirada en forma d'energia potencial. Quan afluixes la corda, l'energia potencial de la corda es converteix en energia cinètica, que després es transfereix a la fletxa.
- electricitat: L'electricitat és una forma d'energia potencial que està determinada per la ubicació de les càrregues en un sistema (el camp elèctric).
Com funciona l'energia cinètica
Quan un objecte està en moviment, és perquè té energia cinètica. Si xoca amb un altre objecte, pot transferir aquesta energia, per la qual cosa el segon objecte també es mou. Perquè un objecte adquireixi moviment o energia cinètica, cal aplicar-hi treball o força.
Com més temps s'apliqui la força, més gran serà la velocitat assolida per l'objecte en moviment i la seva energia cinètica. La massa també està relacionada amb lenergia del moviment. Com més gran és la massa del cos, més gran és l'energia cinètica. Es pot convertir fàcilment en calor o altres tipus denergia.
Entre les característiques de l'energia cinètica hi ha:
- És una de les manifestacions de lenergia.
- Es pot transferir d'un cos a un altre.
- Es pot convertir en un altre tipus denergia, per exemple, en energia tèrmica.
- Heu d'aplicar força per iniciar el moviment.
- Depèn de la velocitat i la massa del cos.
La suma denergia cinètica i potencial produeix energia mecànica (energia que relaciona la posició dun objecte amb el seu moviment). Com es va esmentar anteriorment, la dinàmica es refereix al moviment. El potencial es refereix a la quantitat denergia emmagatzemada en el cos en repòs.
Per tant, l'energia potencial dependrà de la posició de l'objecte o del sistema en relació amb el camp de força que l'envolta. L'energia cinètica depèn del moviment que fa un objecte.
Tipus d'energia potencial
Energia potencial gravitacional
L'energia potencial gravitacional es defineix com l'energia que té un objecte massiu quan se submergeix en un camp gravitacional. Els camps gravitatoris es creen al voltant d'objectes molt massius, com les masses dels planetes i el sol.
Per exemple, una muntanya russa té la major energia potencial al punt més alt a causa de la seva immersió en el camp gravitatori de la Terra. Quan l'automòbil cau i perd altura, l'energia potencial es converteix en energia cinètica.
Energia potencial elàstica
L'energia potencial elàstica està relacionada amb les propietats elàstiques d'una substància, és a dir, la tendència a tornar a la forma original després d'haver estat sotmesa a una força de deformació superior a la resistència. Un exemple obvi denergia elàstica és l'energia que posseeix un ressort, que s'expandeix o es contrau a causa d'una força externa i torna a la seva posició original una vegada ja no s'aplica la força externa.
Un altre exemple és el sistema d'arc i fletxa, quan es llença de l'arc amb fibres elàstiques, l'energia potencial elàstica arriba a un màxim, doblegant lleugerament la fusta, però la velocitat continua sent zero. A l'instant següent, l'energia potencial es converteix en energia cinètica i la fletxa surt disparada a tota velocitat.
Energia potencial química
L'energia potencial química és l'energia emmagatzemada als enllaços químics d'àtoms i molècules. Un exemple és la glucosa al nostre cos, que emmagatzema energia potencial química que el nostre cos converteix (a través d'un procés anomenat metabolisme) en energia tèrmica per mantenir la temperatura corporal.
El mateix passa amb els combustibles fòssils (hidrocarburs) al tanc de gasolina d'un automòbil. L'energia potencial química emmagatzemada als enllaços químics de la gasolina es converteix en energia mecànica que alimenta el vehicle.
Energia potencial electrostàtica
En electricitat també s'aplica el concepte d'energia potencial, que es pot convertir en altres formes d'energia, com ara cinètica, tèrmica o lumínica, atesa l'enorme versatilitat de l'electromagnetisme. En aquest cas, lenergia prové de la força del camp elèctric creat per les partícules carregades.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre l'energia cinètica i potencial.