L’energia L’energia per definizione è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. Il lavoro invece misura l’effetto utile di una forza con uno spostamento, infatti distinguiamo i seguenti casi: ●Lavoro parallelo; ●Lavoro antiparallelo; ●Lavoro perpendicolare.

Lavoro parallelo Il lavoro parallelo si verifica quando il vettore forza e il vettore spostamento sono paralleli ovvero hanno la stessa direzione e lo stesso verso: Quando spingiamo un’automobile, sia la forza sia lo spostamento sono orizzontali in avanti.

Lavoro antiparallelo Il lavoro antiparallelo si verifica quando i vettori forza e spostamento hanno la stessa direzione ma versi opposti: Quando il guantone da baseball ferma la pallina, la forza del guantone ha verso opposto rispetto allo spostamento della pallina

Lavoro perpendicolare Il lavoro perpendicolare si verifica quando la forza non influenza lo spostamento: né lo asseconda né lo ostacola. In questa situazione la forza non influenza in alcun modo lo spostamento: il lavoro è nullo.

Come si misura Nel Sistema Internazionale l’unità di misura del lavoro è il newton per metro (Nm). Questa unità di misura è detta anche joule. Infatti un joule è il lavoro compiuto da una forza di un newton quando il suo punto di applicazione si sposta di un metro (nella direzione e nel verso della forza):

Lavoro nel caso generale Il lavoro di una forza F durante uno spostamento s è dato dal valore del componente di F parallelo a s, moltiplicata per il modulo di s; il segno del lavoro è positivo per un lavoro motore, negativo per un lavoro resistente: W=+/- F // s

Lavoro nella goniometria Possiamo calcolare il valore del lavoro se conosciamo i moduli F e s dei vettori F e s e l’angolo α formato da essi:

La potenza La potenza di un sistema fisico è dato dal rapporto tra il lavoro compiuto dal sistema e l’intervallo di tempo necessario per eseguire tale lavoro: Nella figura A un muratore può sollevare un secchio di cemento fino al 2° piano. Nella figura B il montacarichi solleva lo stesso secchio più rapidamente.

Come si misura Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della potenza è il joule al secondo ( J/s ). Questa unità di misura è detta watt e si indica con il simbolo W:

Il kilowattora e il joule Un kilowattora ( kWh ) è l’energia prodotta in un’ ora da un sistema che eroga la potenza di un kilowatt ( 10 3 W ). Un kilowattora di energia equivale a 3,6 milioni di joule: 1𝑘𝑊ℎ=𝑃×∆𝑡= 10 3 𝑊 × 3,6× 10 3 𝑠 =3,6× 10 6 𝑊×𝑠=3,6× 10 6 𝐽

L’energia Viene chiamata energia la capacità di un sistema fisico di compiere un lavoro. Come il lavoro, l’energia si misura in joule. Sono presenti diverse forme di energia, esse sono: ●Energia cinetica; ●Energia potenziale gravitazionale; ●Energia potenziale elastica; ●Energia elettrica; ●Energia interna di un corpo; ●Energia elettromagnetica; ●Energia nucleare.

Energia cinetica L’energia cinetica è uguale al lavoro che una forza deve compiere per portare un corpo di massa m, inizialmente fermo, fino alla velocità v. L’energia cinetica si misura in joule ed è direttamente proporzionale alla massa del corpo e al quadrato della sua velocità: Un oggetto in movimento è in grado di compiere lavoro. Per esempio, una palla da bowling compie un lavoro positivo sui birilli, perché esercita su di essi una forza mentre li sposta.

Energia potenziale gravitazionale L’energia potenziale gravitazionale di un corpo è uguale al lavoro compiuto dalla forza-peso quando il corpo stesso si sposta dalla posizione iniziale a quella di riferimento ( livello di zero ): Nella figura A è possibile vedere un grande maglio che viene sollevato fino ad una certa altezza e poi lasciato andare. Nella figura B invece il maglio tornando a terra, è in grado di compiere un lavoro cioè conficcare un palo nel terreno.

Energia potenziale elastica L’energia potenziale elastica di una molla deformata è uguale al lavoro compiuto dalla forza elastica quando la molla si riporta nella sua posizione di riposo ( livello di zero ): Una molla compressa o allungata è in grado di compiere lavoro quando viene lasciata andare. Infatti l’energia potenziale elastica è sempre positiva, perché ( sia per la molla compressa, sia per quella allungata ) i vettori forza elastica e spostamento sono paralleli tra loro.

Lavoro prodotto da: Gabriele Lo Sicco Classe 2° sezione H Liceo Scientifico Galileo Galilei Palermo Anno scolastico 2015/2016.