Energia potenziale gravitazionale

Alcune forze hanno un’energia potenziale associata: un serbatoio di energia legato alla posizione (o alla configurazione) dei corpi. La forza peso è l’esempio più familiare. Sollevare un corpo costa fatica, e quella fatica non va persa: viene immagazzinata come energia potenziale gravitazionale, pronta a riconvertirsi in energia cinetica non appena il corpo viene lasciato cadere.

Principio — Energia potenziale gravitazionale

$\ev{E_{\text{pot,grav}} = m\,g\,h}$ dove $h$ è l’altezza rispetto a un livello di riferimento scelto.

Il punto delicato è il livello di riferimento: l’altezza $h$ non è un valore assoluto, ma va misurata rispetto a una quota che scegliamo noi (il pavimento, il livello del mare, il bordo di un tavolo). Di conseguenza anche il valore di $E_{\text{pot,grav}}$ dipende dalla scelta dello zero. Questo non è un problema, perché in fisica ciò che conta non è mai il valore assoluto dell’energia potenziale, ma solo la sua variazione tra due stati: e la differenza $mgh_B - mgh_A$ non dipende da dove abbiamo messo lo zero. Possiamo dunque scegliere il riferimento nel modo che rende i conti più comodi.

Scalare l'Everest a cornetti

Il Monte Everest è alto $h = 8849\;\text{m}$. Per una persona di $80\;\text{kg}$, l’energia potenziale gravitazionale in vetta è: $E_{\text{pot}} = 80 \cdot 9{,}81 \cdot 8849 = 6{,}94 \cdot 10^6\;\text{J}$ Un cornetto alla crema contiene circa $52\,000\;\text{cal} = 217\,360\;\text{J}$. Servirebbero quindi circa $32$ cornetti solo per l’energia potenziale, senza contare l’attrito, il vento, e il fatto che il corpo umano ha un rendimento di appena il $25\%$!

Collegamenti

Argomenti: Lavoro ed energia Concetti: Energia potenziale gravitazionale · Forze conservative

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