L’energia è necessaria per fare qualsiasi forma di lavoro. L’energia meccanica totale di un sistema è la somma dell’energia cinetica del sistema e della sua energia potenziale. Di seguito sono riportati 22 esempi di energia meccanica.
Legge di conservazione dell’energia
L’energia non può essere creata né distrutta. Può solo essere convertita da una forma all’altra. La quantità totale di energia nell’universo rimane quindi costante.
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Per fare un lavoro è necessaria una forma di energia o l’altra. Questa energia può essere dovuta alla posizione del sistema, o di un oggetto, ed è conosciuta come energia potenziale. Invece, l’energia cinetica è l’energia che un sistema, o un corpo, possiede a causa del suo moto relativo. L’energia totale del sistema è la somma della sua energia potenziale e cinetica che è conosciuta come l’energia meccanica del sistema.
I pianeti che girano intorno al sole, gli atomi che girano intorno al nucleo, un pallone da calcio che si muove o anche un pesce che nuota sono alcuni degli esempi di sistemi che possiedono energia meccanica.
L’energia meccanica può essere usata per fare lavoro. Seguiranno in questo articolo le spiegazioni di alcuni esempi di come l’energia meccanica può essere convertita in altre forme di energia e di come altre forme di energia sono convertite in energia meccanica per fare lavoro.
Esempi di energia meccanica
Una palla posta su un tavolo
Quando una palla è posta su un tavolo, è a riposo. Avrà energia potenziale dovuta all’altezza della palla da terra. Ora, se la pallina dovesse cadere dal tavolo, l’energia potenziale comincerà a convertirsi in energia cinetica. La loro somma, tuttavia, rimarrà costante e sarà l’energia meccanica totale del sistema. Appena prima che la palla tocchi il pavimento sottostante, l’energia potenziale totale del sistema si ridurrà a zero e avrà solo energia cinetica.
Impianto idroelettrico
Un impianto idroelettrico è un esempio di conversione di energia meccanica in energia elettrica. L’energia meccanica dell’acqua che cade da una cascata è usata per far ruotare le turbine che sono presenti alla base di una cascata. La rotazione di queste turbine è usata per generare elettricità.
Motore a vapore
I motori a vapore funzionano a vapore che è energia termica. Questa energia termica è convertita in energia meccanica che è usata per far funzionare le locomotive. È un esempio di conversione dell’energia termica in energia meccanica.
Motore a combustione interna
In un motore a combustione interna, l’energia chimica è convertita in energia meccanica. Questa conversione è ottenuta dalla combustione del combustibile. L’energia meccanica è poi usata per mettere in movimento il veicolo.
I mulini a vento
I mulini a vento sono usati per generare elettricità. L’energia cinetica dei venti fa girare le pale. I mulini a vento convertono questa energia cinetica dei venti in energia elettrica.
Una pistola a dardi
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Lavoriamo insieme!
Un fucile a dardi può immagazzinare energia meccanica sotto forma di energia elastica. Il fucile a freccette ha una molla che può immagazzinare l’energia elastica quando è in una posizione compressa. Questa energia, quando la molla si rilassa, fa muovere il dardo. Così convertendo l’energia elastica della molla in energia cinetica del dardo in movimento.
Un colpo di proiettile
Un proiettile in movimento ha energia cinetica. Una parte di questa energia cinetica è convertita in energia termica e questa è la ragione per cui i bersagli diventano caldi quando un proiettile li colpisce.
Un gioco di biliardo
Quando si gioca a biliardo, l’energia meccanica del bastone è trasferita alla palla da biliardo. Questo fa sì che la palla da biliardo si muova e copra una certa distanza prima di fermarsi.
Un motore elettrico
Un motore elettrico è usato per la conversione dell’energia elettrica in una forma utilizzabile di energia meccanica. Questo processo è esattamente opposto a quello di un generatore. Un tale motore è usato in un ventilatore.
Motori elettrici
L’energia elettrica è usata nei motori dove è convertita in energia meccanica. Questa energia meccanica è sotto forma di energia cinetica di una locomotiva o di un veicolo in movimento.
Altri esempi di conservazione dell’energia meccanica sono:
■ Una freccia rilasciata da un arco
■ Acqua rilasciata da una diga
■ Rilasciare una molla dopo averla compressa
■ Rilasciare un elastico che era allungato
■ Una palla da bowling che colpisce i birilli
■ Un pendolo che oscilla
■ Un oggetto che scivola o che rotola che si ferma
Negli esempi in cui l’energia meccanica è immagazzinata, è immagazzinata sotto forma di energia potenziale. Ci sono anche casi in cui un corpo ha entrambi i tipi di energia contemporaneamente. Come un satellite che orbita intorno alla Terra avrà energia potenziale a causa della sua posizione rispetto alla superficie della Terra e anche energia cinetica a causa del suo movimento relativo rispetto al pianeta.
