Energia cinetica: cos'è, formula, teorema, esempi

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Definizione: che cos'è l' energia cinetica?

L'energia cinetica è l'energia che un oggetto ha per il suo moto.
Se vogliamo accelerare un oggetto, allora dobbiamo applicare una forza. Applicare una forza ci impone di lavorare. Dopo il lavoro, l'energia è stata trasferita all'oggetto, e l'oggetto si muoverà con una nuova velocità costante. L'energia trasferita è nota come energia cinetica, e dipende dalla massa e dalla velocità raggiunta.

energia-cinetica Energia cinetica: cos'è, formula, teorema, esempi Energia Cinetica

L' energia cinetica può essere trasferita tra gli oggetti e trasformata in altri tipi di energia.

Ad esempio, uno scoiattolo volante potrebbe scontrarsi con uno scoiattolo fermo.

In seguito alla collisione, una parte dell' energia cinetica iniziale dello scoiattolo potrebbe essere stata trasferita nel scoiattolo o trasformata in qualche altra forma di energia.

Teorema / Formula: come possiamo calcolare l' energia cinetica?

Teorema dell'energia cinetica e dell'energia del lavoro: il teorema dell'energia di lavoro afferma che il lavoro svolto da tutte le forze che agiscono su una particella è uguale alla variazione dell'energia cinetica della particella.

Il principio del lavoro e dell'energia cinetica (noto anche come teorema dell'energia di lavoro) afferma che il lavoro svolto dalla somma di tutte le forze che agiscono su una particella è uguale alla variazione dell'energia cinetica della particella. Questa definizione può essere estesa ai corpi rigidi definendo il lavoro della coppia e dell'energia cinetica di rotazione.

Per calcolare l'energia cinetica, seguiamo il ragionamento sopra delineato e iniziamo trovando il lavoro fatto, W , da una forza, , in un semplice esempio. Considerare una scatola di massa m che viene spinta attraverso una distanza d lungo una superficie da una forza parallela a quella superficie. Come abbiamo imparato prima, ecco la formula:

W=Fd=mad

Se ricordiamo le nostre equazioni cinematiche del movimento, sappiamo che possiamo sostituire l'accelerazione se conosciamo la velocità iniziale —vi e finale -vf e la distanza, ottenendo così la formula:

formula-lavoro Energia cinetica: cos'è, formula, teorema, esempi Energia Cinetica

Quindi, quando viene fatto un lavoro netto su un oggetto, la quantità di lavoro ½m che chiamiamo energia cinetica K cambia. Formula:

Energia Cinetica: K = ½m · ν²

In alternativa, si può dire che il cambiamento dell'energia cinetica è uguale al lavoro di rete svolto su un oggetto o sistema. Formula:

Wnet=ΔK

Questa formula è nota come teorema lavoro-energia e si applica abbastanza in generale, anche con forze che variano in direzione e grandezza. E' importante nello studio della conservazione dell' energia e delle forze conservatrici.

Esempi sull'energia cinetica

Ci sono un paio di cose interessanti sull'energia cinetica che possiamo vedere dalle formule qui sopra.

L'energia cinetica dipende dalla velocità dell'oggetto al quadrato. Ciò significa che quando la velocità di un oggetto raddoppia, la sua energia cinetica quadruplica.

Per esempio, un'auto che viaggia a 60 km all'ora ha quattro volte l'energia cinetica di un'auto identica che viaggia a 30 km all'ora, quindi ha potenzialmente quattro volte più potenza di distruzione in caso di incidente.

L'energia cinetica deve essere sempre pari a zero o positiva. Mentre la velocità può avere un valore positivo o negativo, la velocità quadrata è sempre positiva.

L'energia cinetica non è un vettore.

Quindi, una palla da tennis lanciata dritta con una velocità di 5 metri al secondo, ha esattamente la stessa energia cinetica di una palla da tennis lanciata verso il basso con la stessa velocità di 5 metri al secondo.

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