Energia meccanica

Energia meccanica di un ciclistu

In l'articuli precedenti avemu analizatu currettamente energia cinetica è tuttu ciò chì ci hè ligatu. In questu casu, continuemu cù a furmazione è continuemu à studià energia meccanica. Stu tipu d'energia hè quella chì hè prodotta da u travagliu di un corpu. Pò esse trasferitu trà altri corpi. Si puderia dì chì hè a somma di l'energia cinetica prodotta da u muvimentu di i corpi, cù l'energia putenziale elastica è / o gravitazionale. Questa energia hè prodotta per l'interazione di i corpi in relazione à a posizione chì ognunu hà.

In questu post amparerai tuttu ciò chì tocca à l'energia meccanica, da cume funziona à cume calcularla è e so utilità. Vulete amparà à questu? Continua à leghje 🙂

Spiegazione di l'energia meccanica

Energia meccanica

Per fà più faciule da capisce, pigliemu un esempiu. Pensemu à un ogettu chì hè ghjittatu da una distanza da a terra. Quellu ogettu porterà una energia cinetica precedente perchè si move. Mentre avanza, acquista una velocità è un'energia putenziale gravitazionale quandu hè elevata sopra u livellu di u tarrenu. Pigliemu u lanciu di una palla cum'è esempiu.

Tenendu contu chì u nostru bracciu esercita travagliu nantu à a palla, li trasferisce l'energia cinetica in modu da pudè spustassi. In questu esempiu avemu da cunsiderà forza di frizione trascurabile cù l'aria O sinnò faria calculi è amparà u cuncettu assai difficiule. Quandu a palla hè stata lanciata è hè in aria, porta l'energia cinetica chì a cunduce à spustassi è l'energia putenziale gravitazionale chì a tira in terra perchè hè elevata.

Si deve sempre tene à mente chì simu sottumessi à a forza di gravità. A gravità di a Terra ci spinge versu a terra cun una accelerazione di 9,8 metri per secondu quadratu. E duie forze chì interagiscenu cù a palla anu diverse velocità, accelerazione è direzzione. Dunque, l'energia meccanica hè a risultante di e duie energie.

L'unità di misura di l'energia meccanica, secondu u Sistema Internaziunale, hè u joule.

Formula

Lancia una palla

Per i fisici, u calculu di l'energia meccanica si traduce in a somma di l'energia cinetica è u putenziale gravitazionale. Questu hè spressu da a formula:

Em = Ec + Ep

Induve Em hè l'energia meccanica, Ec a cinetica è Ep u potenziale. Avemu vistu a formula di energia cinetica in un altru postu. Quandu si parla di energia potenziale gravitazionale, si parla di u risultatu di a massa volte l'altezza è a gravità. A multiplicazione di ste unità ci mostra l'energia putenziale di un ogettu.

Principiu di cunservazione di l'energia

Energia meccanica di una moto

I prufessori anu sempre insistitu ripetutamente chì l'energia ùn hè nè creata nè distrutta, ma trasfurmata. Questu ci porta à u principiu di cunservazione di l'energia.

Quandu l'energia meccanica vene da un sistema isolatu (unu in u quale ùn ci hè micca attritu) basatu nantu à forze cunservative (chì cunserva l'energia meccanica di u sistema) u so resultante fermerà custante. In un'altra situazione, l'energia di u corpu serà costante fintantu chì u cambiamentu si faci solu in u modu d'energia è micca in u so valore. Questu hè, se l'energia hè trasfurmata da cinetica à potenziale o in meccanica.

Per esempiu, se tiremu a palla verticalmente averà tutta l'energia cinetica è potenziale à u mumentu di l'ascensione. Tuttavia, quandu ghjunghje à u so puntu più altu, essendu fermatu senza spostamentu, avrà solu l'energia putenziale gravitazionale. In questu casu, l'energia hè cunservata, ma in modu potenziale.

Questa deduzione pò esse espressa matematicamente cù l'equazione:

Em = Ec + Ep = constante

Esempii di esercizii

Esercizii è prublemi

Per offre vi un insegnamentu megliu di stu tippu d'energia, emu da mette uni pochi d'esempii di esercizii è li risolveremu passu à passu. In queste dumande impliceremu i diversi tipi di energia chì avemu vistu finu.

  1. Verificate l'opzione sbagliata:
  2. a) L'energia cinetica hè l'energia chì un corpu pussede, perchè hè in muvimentu.
  3. b) Si pò dì chì l'energia putenziale gravitazionale hè l'energia chì un corpu pussede perchè si trova à una certa altezza sopra a superficia terrestre.
  4. c) L'energia meccanica tutale di un corpu hè cumuna, ancu cù l'apparizione di attritu.
  5. d) L'energia tutale di l'universu hè custante, è pò esse trasfurmata da una forma à l'altra; però, ùn pò micca esse creatu o distruttu.
  6. e) Quandu un corpu hà energia cinetica, hè capace di fà u travagliu.

In questu casu, l'opzione sbagliata hè l'ultima. U travagliu ùn hè micca fattu da l'ughjettu chì hà l'energia cineticaMa u corpu chì vi hà datu quella energia. Riturnemu à l'esempiu di ballò. Lanciandulu in aria, simu noi chì femu u travagliu per dalli l'energia cinetica per spustassi.

  1. Dicemu chì un autobus cù una massa m viaghja longu à una strada di muntagna è discende per un'altezza h. U cunduttore di l'autobus tene i freni accesi per evità di cascà in discesa. Questu mantene a velocità di u busu costante ancu quandu u bus hè in discesa. In cunsiderazione di sti cundizioni, indicate se hè vera o falsa:
  • A variazione di l'energia cinetica di a vittura hè zero.
  • L'energia meccanica di u sistema bus-Terra hè cunservata, postu chì a velocità di u bus hè costante.
  • L'energia tutale di u sistema bus-Terra hè cunservata, ancu se una parte di l'energia meccanica hè trasfurmata in energia interna.

A risposta à questu eserciziu hè V, F, V. Hè cusì, a prima opzione hè vera. Se andemu à a formula per l'energia cinetica pudemu vede chì se a velocità hè costante, l'energia cinetica rimane costante. L'energia meccanica ùn hè micca cunservata, postu chì u putenziale gravitazziunale continua à cambià quandu discende da l'alture. L'ultimu hè veru, postu chì l'energia interna di u veiculu cresce per mantene u corpu in muvimentu.

Spergu chì cù questi esempi pudete amparà megliu nantu à l'energia meccanica è passà l'esami fisichi chì costanu tantu per parechje persone 😛


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