Energia cinetica

L’energia cinetica è l’energia associata al moto di un corpo. Ogni volta che un corpo si muove possiede una riserva di energia proporzionale alla sua massa e al quadrato della sua velocità: è questa energia che un corpo in moto può cedere agli altri corpi con cui interagisce, per esempio deformandoli, scaldandoli o mettendoli a loro volta in movimento.

Nel linguaggio dei diagrammi di scambio energetico, l’energia cinetica è una delle “bolle” fondamentali: un serbatoio che si riempie e si svuota man mano che le forze compiono lavoro sul corpo.

Diagramma di scambio energetico. Ogni “bolla” contiene un tipo di energia con il valore iniziale (sopra) e finale (sotto). Le frecce indicano trasferimenti. Solo le frecce che attraversano il bordo del sistema cambiano l’energia totale.

Principio — Energia cinetica

$\ev{E_{\text{cin}} = \frac{1}{2}\,m\,|\vec{v}|^2}$

Formula chiave

$E_{\text{cin}} = \frac{1}{2}mv^2$ Dipende dal modulo di $\vec{v}$, non dalla direzione!

Due proprietà rendono l’energia cinetica particolarmente semplice da maneggiare. La prima è che è sempre positiva o nulla: il quadrato del modulo della velocità non può mai essere negativo, e si annulla solo quando il corpo è fermo. La seconda è che non dipende dalla direzione del moto, ma solo da quanto veloce si muove il corpo. Un’auto a $100\;\text{km/h}$ verso nord ha esattamente la stessa energia cinetica di una che va a $100\;\text{km/h}$ verso est: cambiare direzione, a parità di modulo, non modifica l’energia cinetica. È proprio questa insensibilità alla direzione a distinguere l’energia — una grandezza scalare — dalla quantità di moto, che invece è un vettore.

Collegamenti

Argomenti: Lavoro ed energia Concetti: Energia cinetica Competenze: Bilancio energetico a bolle Metodi: Diagramma a bolle di scambio energetico

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